小麦高产又抗斑枯病为何两难

英国约翰英尼斯中心科学家的一篇新论文解释了为什么植物育种者认为培育高产抗斑枯病小麦品种是困难的。这项研究将问题回溯至近60年前作出的一项决定。

在英国，斑枯病是对小麦最具破坏性的疾病。上世纪70年代，斑枯病出现并成为小麦的严重威胁。由于真菌已对大部分杀菌剂不敏感，人们对抗斑枯病的小麦新品种的需求急剧增长。但自那时起，培育高产且抗斑枯病小麦品种的进展缓慢。

James Brown教授和他的同事La Arraiano博士分析了1860—2000年间英国种植的小麦品种对于斑枯病的抗逆性和易感性。通过使用一种关联基因学的技术，他们发现，对斑枯病易感性影响最大的基因与增加产量和籽粒大小的基因密切相关。

Brown教授说：“当我们研究的小麦品种覆盖了超过一个世纪的小麦育种，我们发现了基因组中增加斑枯病和高产的小区域。我们追溯到一种名为Heines Peko的品种，在上世纪50年代末，该品种被用于培育抗铁锈病的高产品种。”

Heines Peko和Capplle Desprez进行了杂交，后者是英国当时主要的小麦品种。这一品种的杂交如此具有影响力，因为英国现在培育的小麦品种都起源于此。Brown教授认为，由于育种者培育新品种时更坚定地选择高产性状，斑枯病也随之“搭便车”。

“我们的团队现在正试图找出两种特质之间的联系是否可以被打破。”他补充道。

育种者认为增加产量是市场寻求新品种的主要驱动力。Brown教授指出，尽管在过去10年里，斑枯病的抗逆性已经在提高了，但对产量和斑枯病易感性之间关系认识的缺乏已经阻碍了育种的进步。“这是令人惊讶的。”他补充道，“一个很久以前作出的决定有如此深远的影响。”

欧洲小麦育种公司Limagrain负责人Ed Flatman说：“Brown教授和Arraiano博士的工作是小麦关联基因学最早的应用之一，帮助我们理解小麦抗斑枯病品种选育的历史。我们现在已经采用他们的研究成果，在现有高产优质品种中识别斑枯病抗性。”

Arraiano博士和Brown教授的研究指出了一条应对组合高产和抗性挑战的道路。他们发现，分散在基因组中的其他10个基因对斑枯病影响较小，斑枯病近半数变化受一些太小而无法单个被识别的基因控制。“我们知道这些基因的存在，但不知道具体在哪里。”Brown教授说。

Brown教授相信，育种者凭借新知识能在小麦斑枯病抗性育种上取得持续进展。“当育种者将不同品种杂交，可以用影响小的基因进行组合。”他解释道，“在斑枯病非常猖獗的地点进行田间试验，他们能挑选出其中最具抗性的进行商业化，并用于繁殖下一代。”这种方法能使得育种者提高品种的斑枯病抗性，同时使得如减产这样的副作用最小化。