白粉病是危害小麥生產(chǎn)的重要病害，重病田減產(chǎn)可達(dá)40%以上。我國(guó)科學(xué)家持續(xù)開(kāi)展科研攻關(guān)，闡明了小麥新型mlo突變體既抗白粉病又高產(chǎn)的分子機(jī)制，并通過(guò)多重基因組編輯，使主栽小麥品種快速獲得廣譜抗白粉病的優(yōu)異性狀。

該研究由中國(guó)科學(xué)院高彩霞團(tuán)隊(duì)、邱金龍團(tuán)隊(duì)和肖軍團(tuán)隊(duì)合作完成，相關(guān)成果2月10日在國(guó)際學(xué)術(shù)期刊《自然》發(fā)表。

“病原菌的成功侵染需要利用植物感病基因，感病基因的突變通常能夠賦予植物廣譜持久的抗病性，然而，感病基因具有重要的生理功能，其突變會(huì)給植物生長(zhǎng)發(fā)育帶來(lái)多種負(fù)面效應(yīng)?！备卟氏冀榻B，如何實(shí)現(xiàn)“魚(yú)與熊掌兼得”，是利用感病基因進(jìn)行植物抗病育種的關(guān)鍵。

小麥?zhǔn)亲钪匾闹骷Z作物之一，其產(chǎn)量和品質(zhì)直接關(guān)系到世界糧食安全。早在2014年，中科院研究團(tuán)隊(duì)就利用基因組編輯技術(shù)定向突變小麥的感病基因MLO，獲得了對(duì)白粉病具有廣譜持久抗性的材料，但該小麥mlo突變體表現(xiàn)出白粉病抗性的同時(shí)，也出現(xiàn)了早衰、植株變矮、產(chǎn)量下降等負(fù)面表型。

最終，研究人員在大量基因組編輯小麥突變體中篩選獲得了一個(gè)新型mlo突變體Tamlo-R32，該突變體表現(xiàn)出對(duì)白粉菌完全的抗性，同時(shí)生長(zhǎng)發(fā)育和產(chǎn)量正常。經(jīng)過(guò)8年的通力合作，研究人員最終解析了小麥Tamlo-R32突變體表型形成的分子機(jī)制。

為將研究成果應(yīng)用于抗病育種，研究人員利用CRISPR多重基因組編輯技術(shù)，在小麥主栽品種中創(chuàng)制相應(yīng)的基因突變，僅2至3個(gè)月就成功在多個(gè)小麥主栽品種中獲得了具有廣譜白粉病抗性，且生長(zhǎng)和產(chǎn)量均不受影響的小麥種質(zhì)。相比于傳統(tǒng)育種方法，基因組編輯育種極大縮短了育種進(jìn)程。

中國(guó)工程院院士康振生評(píng)價(jià)說(shuō)：“這項(xiàng)研究是小麥抗白粉病育種的重要進(jìn)展，也為培育抗病高產(chǎn)作物品種提供了新的思路和技術(shù)路線，同時(shí)也充分展現(xiàn)出基因組編輯在現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中巨大的應(yīng)用前景?！?/p>

關(guān)鍵詞： 抗病 編輯 白粉病 康振生 邱金龍 中國(guó) 基因組 取得 育種