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基因疫苗有望攻克小麦“黄疸病”

小麦条锈病(俗称“黄疸病”)对小麦来说是致命威胁,严重时甚至导致小麦大面积绝产。日前,山东农业大学吴佳洁团队与四川农业大学刘登才团队、美国爱达荷大学付道林团队等合作,成功克隆了小麦抗条锈病基因YrAS2388(国际编号Yr28),从而为预防该病害流行提供了新的“基因疫苗”。9月上旬,国际权威期刊《自然·通讯》在线发表了相关成果。

据了解,正常的小麦叶片看起来很光滑,其实上面布满无数气孔,与外界进行水分和气体交换。但条锈病侵蚀叶片时,形如黄粉的病毒会钻入叶片内部大量繁殖,并源源不断地从小麦细胞里面“夺取”养分,直至小麦绝产。如何对付这种致命“黄疸病”,成为世界各地科学家的共同难题。

吴佳洁等科研团队历经10年,从小麦D基因组祖先粗山羊草中获得了抗条锈病基因YrAS2388。与已有抗病基因不同,YrAS2388具有重复的3′非编码区并产生5种或更多的转录本,其可变剪切受温度和病原菌的调控;通过调整不同剪切体的富集水平和编码蛋白的互作模式,能有效控制宿主的抗条锈病水平。

值得注意的是,抗条锈病基因YrAS2388只在粗山羊草和由粗山羊草创制的人工合成小麦中存在,而在普通小麦及其他麦族物种中未检测到,因此该基因在小麦育种中具有重要的利用价值。研究人员根据该基因序列开发了功能标记,利用这些标记可实现YrAS2388的分子辅助选择,加速该基因向小麦品种中的转移利用。该成果为改良小麦和大麦等作物的抗条锈病水平提供了新的基因资源。

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