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科学家发现抗小麦秆锈病基因[农业新闻]百合纲

百合纲    
2020年07月19日

科研人员近日表示,面对不断蔓延的小麦秆锈病疫情,他们找到了两种可以抵御这种真菌性小麦病害的基因。目前,非洲、中东和世界其他地区的农作物都面临小麦秆锈病的威胁。

多年以来,各国科学家一直在努力确定究竟是小麦基因组中的哪个片段能够抵御名为Ug99的新型秆锈病。Ug99病原体最早于上世纪90年代初在乌干达现身,导致大片小麦死亡。此后,这—病害又出现在肯尼亚、埃塞俄比亚、苏丹、也门和伊朗。

全球上一次暴发大规模小麦秆锈病疫情是在上世纪50年代。由于新型小麦抗病品种的出现,疫情于20年后消失。当时培育出新品种的正是绿色革命之父”、诺贝尔和平奖得主诺曼·博洛格所领导的开拓性研究团队。

Ug99的出现再次引起人们的担忧,因为这种病害有可能影响到全球90%的小麦作物。由于小麦占世界粮食消费量的五分之一左右,所以Ug99还可能导致食物短缺和粮价上涨,进而引发社会动荡。

现在科学家发现,两种名为Sr35和Sr33的小麦基因似乎能够参与免疫系统的运作,抵御凶猛的致病真菌,产生抗病效果。

美国康奈尔大学农作物栽培专家龙尼·科夫曼说:这是一项重大进展。”科夫曼本人没有参加这次的研究活动。

此次研究由两个小组合作完成,研究成果刊登在美国《科学》杂志上。

科夫曼说:这使我们有望最终将多种联系紧密的基因聚集在一起,对病原体产生持久的抵抗力。”

科研人员表示,寻找抗病基因的工作已经耗费多年时间,小麦基因组的复杂特点更为这项工作增添了难度,这是因为小麦基因组所包含的遗传信息量几乎是人类基因组的两倍。

科学家在土耳其发现一个种植面积很小的、古老的小麦品种,确定其中含有抗病基因Sr35。参与研究的美国堪萨斯州立大学植物病理学副教授爱德华·阿胡诺夫说:不过到目前为止,我们还不清楚究竟是什么类型的基因使这一小麦品种产生了针对Ug99的抗病性。”

美国本地尚未发现Ug99小麦秆锈病个案。

《科学》杂志上关于另一种抗病基因Sr33的介绍则是由澳大利亚、美国和中国科研人员共同完成的。

科研人员写道:通过融合不同抗病基因来产生持久抵抗力,这是最常采用的小麦基因布局方法。”他们觉得,把Sr33与Sr35结合到同一小麦基因组中的方法颇具吸引力”。

秆锈病菌株的孢子能够借助风力传播,通过破坏植株内部组织来摧毁农作物,导致麦秆变黑,庄稼颗粒无收。

一些农民利用化学药品杀灭这种真菌,但这一方法会增加经济与环境的负担。

美国国家食品与农业研究所的珍妮弗·马丁和美国农业研究所的肖恩·亚当斯在农业部网站的博客文章中写道:可以通过生物技术方法来控制这一病害。这项工作使我们有望研究出控制这一重大病害的更具持久性的方法。”

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