小麦锈病30年，难题终破解

来自悉尼大学、澳大利亚联邦科学与工业研究组织（CSIRO）、英国约翰·英尼斯研究中心、英国利马格兰公司和英国国家农业植物研究所（NIAB）的研究人员分离出第一个抗小麦条锈病的主要抗性基因，而小麦条锈病是世界范围内的破坏性小麦疾病。

这些科学家克隆得到了三个相关的抗锈病基因（分别名为为Yr7、Yr5和YrSP），他们的发现将使这些重要基因得以被精准控制并整合到育种计划中，以对抗不断变化的病原体，而这些病原体一次即可毁掉约70%甚至更多的小麦作物。

小麦是全世界三分之一以上人口赖以生存的主粮作物，也是最重要的经济主粮之一。小麦锈病是全球分布最广并最具破坏性的小麦病害之一，其中，亮黄色、呈条纹状的小麦条锈病是这些分布在全球的病原体中最令人头痛的，因为它很容易适应不同的气候和环境，并且可供育种家用来培育新品种的有效抗性基因并不多。

由于技术的改进以及澳大利亚和英国之间的合作，才得以在短时间内完成对这三个基因的特征鉴定。

悉尼大学的谷物锈病研究小组由罗伯特·帕克教授担任领导，他是小麦锈病研究领域的世界级领导者，在2015年创造了突变群体并确定了每个基因的突变体。与此同时，英国的科学家也恰巧正在对其中的两个基因进行研究。 双方在2017年4月的国际会议（第13届国际小麦遗传学研讨会）上发现了彼此工作的相似性，自此开始合作。

他们的研究发现发表于本周一的《自然·植物》杂志。

文章合著者、来自于悉尼大学的Peng Zhang博士说，这项研究在我们对小麦抗性基因的免疫受体蛋白家族的理解方面有着重要作用；尽管基因结构非常相似，但每个基因都赋予条锈病病原体独特且唯一的识别特异性。

她说：“这项工作最终解决了这三个基因之间的关系，并为一个悬而未决30多年的问题提供了答案。”“我们的工作是第一次真正分离抗条锈病的主要抗性基因。”

文章的两位主要的作者都还是在读博士研究生：一位是由悉尼生命与环境科学学院Robert Park教授和Peng Zhang博士以及CSIRO的Evans Lagudah博士共同辅导培养的Jianping Zhang女士，另一位是来自英国约翰·英尼斯研究中心的Clemence Marchal女士。

Zhang女士说，以前从小麦中克隆抗性基因需要很多年时间，这种情况直到最近才有所改观。

“随着突变基因组学、测序和克隆技术的进步，我们能够在相对较短的时间内克隆所有这三个基因，”Zhang女士说，她是位于Cobbitty的悉尼农业和植物育种研究所的成员。在悉尼大学和CSIRO进行研究。

“现在我们对三个重要基因的结构以及它们之间的相互关系有了透彻的理解。”

Zhang博士表示，这一研究突破还使我们对锈病病原体无效的基因进行编辑成为可能，从而尝试再次开启其有效性，在保护作物抵抗锈病病原体的同时尽量减少杀菌剂的使用。所有这些工作只有在我们分离出更多基因并对其结构和功能有更好的理解之后才有可能。

“我们已经开发出诊断标记，以便这些基因可以迅速用于世界各地的小麦育种计划，”她总结道。

“此外，对这些基因的克隆和功能分析可能会在未来创造新的控制策略。”