从小麦的祖先中寻找抗Ug99的基因
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美国华盛顿特区
2014年4月7日
美国农业部（ USDA ）的科学家们在一个鲜为人知的古野草中精确定位了一个基因的位置，可以帮助世界上最重要的粮食作物之一小麦抵御一种致命的真菌。
农业研究署（ARS ）位于明尼苏达州圣保罗的谷物疾病研究实验室的科学家Matt Rouse和Yue Jin通过研究古野草的DNA发现了该基因。他们寻找可以使小麦抵抗Ug99真菌（Puccinia graminis，禾柄锈菌）导致的一类秆锈病的基因。 ARS是美国农业部的主要内部科研机构，这项研究支持美国农业部的促进国际粮食安全的优先性。
Ug99的尚未扩散到美国，但它在海外传播，被认为是高达90％的全球小麦的潜在威胁。小麦本身的基因似乎只能提供一个生长季节的免疫力，接下来的生长季就对新的病原变种失去了免疫力。 Ug99是科学家1999年在乌干达于的首先报道的。从那时起，控制该病原菌就在国际获得了优先地位。
科学家经常研究作物的野生近缘种的基因，看它们是否可以抵抗害虫和病原体。不过，由于研究了这些草本植物的多样性，令Rouse和Jin的研究工作特别有价值。这些草本植物包括一粒小麦（einkorn wheat），一种古老的品种，仍然在地中海的部分地区种植; 二粒小麦（emmer wheat），在考古遗址发现，仍在近东地区野生; 和山羊草（goatgrass），一个小麦育种家一直在使用的小麦野生近缘种，用来提高商业小麦的免疫力。
在一项研究中，Rouse和他的堪萨斯州立大学和加州大学戴维斯分校的同事们侧重于定位在独粒小麦的基因，它对Ug99接近免疫。他们专注于寻找称为SR35的基因，该基因是以前在称为SR35一粒小麦中发现的。但这个基因在植物的庞大基因组的确切位置仍然是个谜。小麦基因组庞大，几乎是人类基因组遗传信息的两倍。
为了找到SR35的地位，研究人员对他们怀疑该基因所在的基因组区域进行了测序。在一组突变植物中，他们剔除了克隆的序列，发现这使这些植物感染Ug99。在另一组植物中，他们将相同的序列插入到先前的感病植株中，发现这使他们具有抵抗力。
发表在2013年《科学》上的研究结果标志着科学家们第一次成功地分离和克隆Ug99的抗性基因。这一成就使实现将游泳基因插入小麦品种变得容易。
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