近日,西北农林科技大学农学院小麦抗病团队在《工厂通信》发表题研究论文。该研究为利用成对NLR蛋白防控小麦多种病害提供了遗传、分子及进化层面的理论指导。
研究通过EMS诱变、基因沉默和遗传转化实验证实,Yr6^CNLI与Yr6^RL在基因组中相邻分布,且通过协同作用赋予小麦条锈病抗性。与其他成对NLR蛋白一致,该研究的遗传与分子数据表明,Yr6^CNLI与Yr6^RL形成异源复合物,共同调控条锈病抗性。部分Yr6^RL或Yr6^CNLI表达量较低的植株表现出感病表型,提示仅当两个基因的表达量(或丰度)均达到特定阈值时,才能赋予小麦完全的抗性。
该研究还为培育广谱抗性小麦品种提供了新思路:Yr6(抗条锈病)与Pm5(抗白粉病)为同一抗病基因座上的不同单倍型,且二者的抗性均依赖于该成对NLR系统。Yr6/Pm5的进化轨迹显示,Pm类基因起源于四倍体小麦祖先,而Yr类基因可能源自外源渗入。尽管Yr6/Pm5均抗活体营养型病原菌,但其进化出两个不同的病原菌识别结构域:一个位于IDR区域(Pm类基因),另一个位于NB和CC结构域(Yr类基因)。
此外,团队建议将Yr6(小种特异性抗性基因)与Yr29、Yr30、YrZH22等成株期抗性基因进行聚合使用——该基因组合适合在我国西北地区推广,但应避免在西南地区使用。
相关论文信息:https://doi.org/10.1016/j.xplc.2025.101541
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