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小麦抗锈性的新见解

发布时间:2018-12-06 23:00:01

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20多年来,包括奥胡斯大学在内的一大批国际研究人员一直致力于研究保护小麦免受黄锈病影响的基因。黄锈病是一种广泛而严重的真菌病,在全球范围内造成许多小麦损失。研究人员的新知识是拼图中关于抗黄锈的新品种小麦的重要组成部分。结果最近发表在Nature Communications上。

小麦是世界上最重要的作物之一。在全球范围内,每年种植面积2.44亿公顷,比任何其他作物都多。年产量超过7.5亿吨。小麦广泛用于食物和饲料,因此保护它免受真菌疾病的影响很重要。

黄锈威胁小麦

可感染小麦的疾病之一是真菌病黄锈病。大约88%的小麦产量易受黄锈病的影响,保守估计该病使全球每年小麦收成至少损失500万吨。

致病性真菌迅速进化以产生新的强毒株,因此植物育种者之间存在持续的军备竞赛以开发抗病品种的小麦和锈菌。通过更好地了解小麦植物用于自卫的机制,植物育种者将更加适应这项任务。这正是研究小组可以贡献重大新成果的领域。

调查防御机制

研究人员放大了小麦Yr15抗性基因的基因序列。 Yr15是最有效的抗黄锈病抗性基因之一。研究人员发现,Yr15具有独特的作用方式。国际研究小组的一些成员绘制了Yr15的基因序列,而奥胡斯大学的研究人员研究了抗性基因如何阻止受感染小麦植物内的真菌生长。

“Yr15是一位老熟人,植物育种者已经掌握了它。新的令人兴奋的发现是我们发现Yr15与其他抗性基因的工作方式不同。它在感染过程的早期产生防御反应,我们只找到一个奥尔胡斯大学农业生态系的MogensStøvringHovmøller教授和国际组的研究人员之一说,真菌可以绕过这种防御的单一案例。

品种抗病作物需要获得代表整个作用模式的抗性基因。通过这种方式,如果真菌克服了一种防御机制,其他抗性基因可以防止真菌在植物中引起疾病。

借助先进的显微镜技术,奥胡斯大学的研究人员观察了与小麦Yr15抗性相关的实际防御反应。研究人员使用了由AU Flakkebjerg的全球锈病中心主办的各种真菌分离株,其中存储了来自世界各地的真菌分离物,用于研究小麦锈病。

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