本报讯(见习记者李媛)西北农林科技大学植物免疫团队在全球尺度上构建了小麦条锈病“综合抗源”核心资源库,全面解析了普通小麦条锈病抗性遗传基础,并绘制出全球首张小麦抗条锈病基因全景图,为抗病基因合理利用与设计育种提供了理论支撑。近日,相关研究成果发表于《自然-遗传学》。
小麦条锈病是全球性流行真菌病害,有“小麦癌症”之称。由于条锈菌小种变异频繁,全球各地相继出现新小种,导致大部分生产上使用的抗病基因丧失抗性,需要不断寻找新的抗病基因以提高小麦新品种抗性,并通过合理的基因布局应对快速变异的条锈菌。
基于此,该团队联合国内多家单位,在世界范围内挑选2191份小麦种质作为多样性代表进行全基因组重测序,绘制了高密度基因组变异图谱。
结合多年多点的近4.7万份条锈病抗性表型数据,研究人员利用全基因组关联荟萃分析,全面揭示了全球各麦区抗条锈病的遗传基础,首次绘制了包含431个抗病基因位点的小麦基因组抗条锈病基因全景图,揭示了抗病基因在各条锈病流行区的分布和利用规律,阐明了一个世纪以来小麦条锈病抗性基因选择特征和流行病学特征的关系。
在559个与抗条锈病相关的候选基因中,研究团队成功验证了3个突破性抗条锈病基因的应用价值。其中,Yr5x基因对当前流行的新型强毒菌株表现出显著抗性;Yr6/Pm1基因首次实现条锈病与白粉病的双重防控,揭示了作物广谱抗病的新机制;YrKB基因在抵御条锈病和叶锈病的同时,首次实现了抗病性与产量的协同提升。
西北农林科技大学教授韩德俊表示,该图谱破解了困扰学界百年的抗病基因布局难题,研究发现的抗条锈病基因组合,有望将小麦品种的抗病寿命从当前的3至5年延长到10年以上。
相关论文信息:
10.1038/s41588-025-02259-2
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