近日,中国农业科学院深圳农业基因组研究所(岭南现代农业科学与技术广东省实验室深圳分中心)张翠军课题组在《自然通讯(Nature Communications)》上发表研究论文,首次证实了小麦赤霉病主要致病菌的致病机理,为改良小麦赤霉病抗性和培育抗病品种提供了重要基因资源。
据了解,小麦赤霉病不仅会严重降低小麦产量和籽粒品质,还会产生多种有毒真菌毒素,对人类和牲畜健康构成严重威胁。其主要致病菌是禾谷镰孢菌(Fusarium graminearum)。
感染了赤霉病的小麦
感染了赤霉病的小麦
此次研究中,团队锁定致病“主谋”为FgEC10基因,其能伪装“骗”过防御系统、成功进入植物细胞内部,精准识别并摧毁小麦免疫系统“指挥官”——延胡索酰乙酰乙酸水解酶(TaFAH),让免疫反应被抑制、病菌趁机扩散,最终实现禾谷镰孢菌的侵染。
找到了致病元凶,该如何打赢这场“免疫之战”?张翠军团队想,“如果提前让指挥官TaFAH‘扩编’,能不能抵抗FgEC10的进攻?”
张翠军团队通过转基因技术获得TaFAH过表达株系。接种禾谷镰刀菌后,TaFAH过表达株系表现出显著增强的抗病性(病指降低)、菌丝生物量和DON含量减少,更让研究人员感到惊喜的是,TaFAH还能促进小麦抽穗,与对照组相比,TaFAH过表达株系的抽穗期提前了约10天。这一特性为培育抗病早熟小麦提供了新思路。
南方+记者 郑伊灵
通讯员 马昕怡
图片来源 张翠军课题组
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编辑 李定
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