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南京农业大学马正强教授团队找到战胜小麦“癌症”的生物武器
http://haonongzi.com   发布日期:2019-6-17 10:33:57   来源:南京农业大学

    

    小麦赤霉病是由真菌镰刀菌引起的最具毁灭性的世界性小麦病害,堪称小麦“癌症”。小麦赤霉病的发生不仅导致严重的产量损失,还严重影响籽粒品质和食品安全,至今仍未得到有效解决。多年来,相关领域的科学家一直在探索如何战胜小麦赤霉病的武器。

南京农业大学马正强教授团队找到战胜小麦“癌症”的生物武器

    南京农业大学马正强教授团队找到了战胜小麦“癌症”的生物武器。

    6月10日,国际权威杂志Nature Genetics在线出版了这一突破性成果。

    该团队在我国长江中下游的抗病优异小麦基因资源“望水白”和“苏麦3号”中,通过图位克隆的方式,找到了抵抗小麦“癌症”的关键基因Fhb1,为战胜小麦赤霉病提供了有力的武器。

    Fhb1编码一个注释为富含组氨酸的钙离子结合蛋白(Histidine-richcalcium-bindingprotein,His),植物His同源基因的编码产物的氨基端(N-端)序列和整个蛋白结构高度保守;六倍体普通小麦中His基因的Fhb1变异赋予了小麦赤霉病抗性。该团队分析了643份普通小麦品种中Fhb1基因对应染色体区段的遗传变异,发现Fhb1基因很可能起源于我国长江中下游地区,是我国特有的优异小麦基因资源。该区域历来是赤霉病流行和爆发的区域,强大的选择压提供了抗赤霉病自然突变被保留下来的条件。Fhb1基因不仅可以提高小麦对赤霉病的抗性,在其它植物中利用该基因也有可能提高抗病能力。该研究为进一步揭示小麦抗赤霉病的分子机制奠定了重要基础。

    Fhb1是小麦中目前已知的最重要抗赤霉病QTL,具有最强的抗扩展效应,还可降低籽粒中真菌毒素的积累。通过分子标记辅助选择的方法将Fhb1导入到来自江苏、山东、河南、四川等省的中感或高感赤霉病小麦品种中,抗赤霉病扩展能力的提高幅度能达到76%。Fhb1基因的克隆将大大提高小麦抗赤霉病育种的效率,为我国和世界小麦生产和食品安全提供保障。

南京农业大学马正强教授团队找到战胜小麦“癌症”的生物武器

    Fhb1导入显著提高小麦品种的赤霉病抗性(挂牌的标示单花接种赤霉菌后的穗子)

    上述研究成果,南京农业大学李国强博士、博士生周继阳和贾海燕副教授为共同第一作者,马正强教授为通讯作者。部分成果已获得中国和美国发明专利授权。

    二十多年来,马正强教授团队利用基因组学、转录组学,蛋白组学等技术手段发掘和鉴定了十几个抗赤霉病的QTL和一批与赤霉病抗性相关的基因,并培育了一系列抗赤霉病种质,提供给育种单位利用,得到了育种家的广泛赞誉。该团队敢于以小麦赤霉病抗性这一关系粮食安全的世界性难题为主攻目标,勇于探索,追求真理、不畏挫折、不计得失,潜心研究,体现了淡泊名利、潜心研究的科学家精神。


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  关键词:小麦   

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