作者:王方 来源:中国科学报 发布时间:2020/12/4 8:32:38
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新型抗小麦白粉病基因被找到

 

小麦白粉病是严重威胁我国小麦生产的重要病害之一。推广抗病品种是防治该病最经济有效的措施,育种上主要利用全生育期抗性及成株期抗性基因。然而单一抗源抗性的频繁丧失,使育种工作总是在被动地追赶病原菌小种的变化,严重制约着小麦产量和品质水平的进一步提高。因此,需要发掘新类型抗源,以获得持久抗性。

近日,《作物学报》在线发表了南京农业大学作物遗传与种质创新国家重点实验室小麦分子细胞遗传育种团队的文章,报道了从簇毛麦中发现一种新类型抗小麦白粉病基因Pm67。

二倍体簇毛麦是小麦野生近缘属种,携带许多优异基因,是小麦遗传改良重要的三级基因资源库。南京农业大学小麦分子细胞遗传育种团队长期致力于利用二倍体簇毛麦基因组发掘小麦优质、高产、抗病和耐逆基因。综合利用分子细胞学技术,选育出了一批小麦—簇毛麦V基因组渗入系材料,并从中发掘出了多个小麦优质、高产和抗病基因。

其中,全生育期广谱抗白粉病基因Pm21、基于生育期和组织差异抗白粉病基因Pm55及成株期抗白粉病基因Pm62分别以补偿性易位系的方式转入到不同小麦背景,多个育种单位已用于抗白粉病遗传改良。

最近,该团队又从源自意大利簇毛麦01I140的1V染色体上发现一个新的抗白粉病基因Pm67,通过创制1V染色体结构变异体,将Pm67物理定位于1VS末端。

不同发育时期白粉病抗性鉴定及菌丝发育微观观察发现,携带Pm67的材料在拔节期以前对白粉菌混合生理小种近免疫,成株期(灌浆期)叶片出现白粉菌菌丝,但未发育出分生孢子,而其他组织部位仍近免疫水平。因此,Pm67在不同组织对病原菌的抗性层次不同(叶鞘和穗部抗性水平大于叶片),是组织差异抗性类型基因,为深入研究白粉菌与寄主的互作关系提供了新材料。Pm67与该团队之前发现的另一组织差异抗性基因Pm55(叶片抗性水平大于叶鞘和穗部)聚合后,达到全生育期近免疫水平。组织差异抗性类型基因对病原菌生理小种选择压力小,为培育持久抗性品种提供了新抗源。

另外,携带Pm67的1DL.1VS易位系农艺性状优良,1VS上还额外携带簇毛麦高分子量麦谷蛋白亚基位点(Glu-V1),1DL.1VS易位染色体导入不同小麦遗传背景均能显著提高面筋强度和面包烘培品质。因此,1DL.1VS易位系在小麦品质及抗病育种改良中也具有较高应用价值。

目前研究者对Pm67正开展精细定位和图位克隆工作,将深入开展该基因的抗病机制及育种利用研究。

相关论文信息:https://doi.org/10.1016/j.cj.2020.09.012

 
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