祝贺!这所985大学,顶刊Cell发文!

7月14日,国际顶级期刊Cell(《细胞》)在线刊发西北农林科技大学植物免疫团队历经18年的研究成果——发现了小麦中协助条锈菌感染的“真凶”——感病基因,并通过敲除感病基因,使得小麦不易遭受条锈菌的侵染,开辟了抗病小麦育种的新思路和新途径。

祝贺!这所985大学,顶刊Cell发文!
祝贺!这所985大学,顶刊Cell发文!

小麦抗条锈病鉴定圃小麦是世界种植最广泛的禾谷类作物之一,为全球超过25亿人口提供主食,是最重要的粮食作物。然而,病虫害常造成小麦产量重大损失,严重威胁着粮食安全。小麦条锈病是气传性的真菌病害,具有易传播流行特性,是小麦头号重大生物灾害,在全世界小麦种植区均有发生。我国一直是发病最重的区域,建国以来先后发生过8次大流行,防治后仍累计损失小麦产量138亿公斤,被称为小麦的“癌症”,所以条锈病被农业农村部列为一类农作物病害。

祝贺!这所985大学,顶刊Cell发文!

小麦条锈病因条锈菌而发病传播。条锈菌是一种活体营养寄生的真菌,须依赖活体小麦才能生存。植物免疫团队聚焦小麦条锈菌活体营养寄生特性,挖掘出全球首个被病菌毒性蛋白利用的小麦感病基因TaPsIPK1——编码胞质类受体蛋白激酶。感病基因负调控小麦的基础免疫,能够被条锈菌分泌的毒性蛋白PsSpg1劫持,从细胞质膜释放进入细胞核,在细胞核操纵转录因子TaCBF1,抑制抗性相关基因的转录,增强TaPsIPK1的转录水平,放大TaPsIPK1介导的感病效应,促进小麦感病。

成果系统揭示了PsSpg1-TaPsIPK1-TaCBF1d的磷酸化与转录调控级联途径介导的感病机制。并利用基因编辑技术精准敲除感病基因,破坏了毒性蛋白和感病基因的识别和互作,实现了小麦对条锈病的广谱抗性。在大田试验中,小麦编辑品系在保持作物主要性状品质的前提下,展现出了高抗条锈病的特点,具有很好的应用潜力。

祝贺!这所985大学,顶刊Cell发文!

小麦感病基因的发现及机理研究兼具理论性突破和生产应用价值,是实现种源自主可控,提升种业原始自主创新能力的跨越性突破。其重大意义在于一是植物与病原菌互作领域的重大突破,标志着我国在该领域迈出了一大步,处在了世界领先水平。二是打破了目前小麦主要利用抗病基因育种的传统思路,丰富了抗病育种可利用的基因类型,开辟小麦生物育种新途径,为我国现代生物育种和病害绿色防控提供了科技支撑。

祝贺!这所985大学,顶刊Cell发文!

西北农林科技大学博士后王宁,汤春蕾副研究员和博士生樊昕为论文共同第一作者,王晓杰教授、康振生院士为通讯作者。西北农林科技大学为第一作者单位,中国科学院遗传与发育生物学研究所周俭民研究员参与研究工作。该研究得到了国家重点研发计划项目、国家自然科学基金、国家外专局111项目、国家小麦产业技术体系和陕西省科技创新团队等项目的支持。

祝贺!这所985大学,顶刊Cell发文!


文章链接:https://www.cell.com/cell/fulltext/S0092-8674(22)00779-6

发表评论

邮箱地址不会被公开。 必填项已用*标注