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野生小麦草亲缘物种内源自真菌的基因可赋予小麦对镰胞菌的抵抗力

野生小麦草亲缘物种内源自真菌的基因可赋予小麦对镰胞菌的抵抗力

野生小麦草亲缘物种内源自真菌的基因可赋予小麦对镰胞菌的抵抗力

(神秘的地球uux.cn报道)据EurekAlert!:研究人员在一个栽培小麦的野生亲缘物种中发现了一个基因;他们证明,该基因可能是通过来自真菌的基因水平转移而传递给小麦的,它驱动了对小麦赤霉病(FHB)的抗性;FHB是一种给全球小麦作物带来毁灭性打击的难治性真菌病。

根据一项新的研究披露,在农业耕作的小麦中,该新发现的FHB抗性基因Fhb7的渗入可赋予小麦对该病的抵抗力,而小麦的总产量却不会下降。这些发现为培育抗镰胞菌谷物提出了一种可能的解决方案。他们感到惊讶的是,没有什么证据表明存在着真菌核DNA转移到其它真核细胞的基因水平转移事件。FHB是由致病性镰胞属真菌引起的小麦真菌病。该病的暴发在全球范围内普遍存在,由于气候变化和促感染的农业耕作法,其流行也在不断增加。除了小麦产量大幅降低外,该病还与小麦受到真菌所产生的霉菌毒素的广泛污染有关,该毒素会增进感染,并对人和动物健康产生有害的毒性作用。由于被污染的谷物无法作为食物或饲料售出,因此FHB感染常会导致严重的经济损失。

Hongwei Wang和同事们组装了长穗偃麦草(Thinopyrum elongatum)的基因组,该植物是一种野生小麦草,它是已知具有抵抗镰胞菌能力的现代小麦的亲缘物种。从这个参考基因组出发并使用多年的遗传图谱数据,Wang等人发现并克隆了长穗偃麦草的 FHB抗性基因Fhb7,后者可通过解除致死性霉菌毒素的毒性而赋予作物对镰胞菌的广谱抵抗力。令人注目的是,作者在整个植物界中都没有发现已知的Fhb7的同源物,但却发现其编码序列与一种已知会感染草的名叫Epichloë aotearoae的真菌显着重叠。这些发现提示,长穗偃麦草基因组中的Fhb7的起源可能应归因于该真菌的水平基因转移。

作者在进一步的分析中显示,通过远缘杂交将Fhb7用基因工程法植入小麦可令多种背景的小麦抵抗FHB和冠腐病,但又不会影响小麦产量。




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