美国普渡大学研究人员发现新大豆病菌抗性基因

世界农化网,2013-07-25

普渡大学研究人员最近鉴定了大豆基因组中的两个新基因，这两个基因对导致大豆疫霉根腐病和茎腐病的土传病菌具有高抗性。由Ma Jianxin和Teresa Hughes领导的科学团队的这一发现，可能有助于培育更具大豆疫霉菌抗性的大豆新品种。普渡大学的此项研究已在《理论与应用遗传学》在线发表，并将发表于杂志9月份的印刷版。

大豆种质中具有天然抗性基因表达的蛋白，对大豆疫霉菌具有抗性。然而，由于病菌逐渐对抗性基因产生了免疫，因此之前发现的大多数抗性基因已经失去效用。普渡大学农学系的大豆遗传学家Ma表示，此次新鉴定的基因抗性更强，抗性可保持更久。

“这二个基因对在印地安那州发现的所有大豆疫霉菌病原菌株、以及对之前发现的抗性基因有毒性的大豆疫霉菌病原菌株都具有抗性，如果这二种基因能有效地应用于印地安那和其他中西部地区的大豆种植中，那么大豆年产量就能获得净增长。”

自1948年首次在该州发现以来，大豆疫霉菌就成为印地安那种植大豆的农民的难题。该病菌在多雨、凉爽的条件下速迅生长，产生孢子进入水体和大豆根上。在发病的根系形成病斑，病斑向茎部移动，导致整个大豆植株死亡。病菌产生的孢子也可在土壤中休眠度过冬天，在天气回暖时复苏。每年美国大豆因茎腐病导致的产量损失高达2.5亿美元。即使在正常气候条件下，大豆疫霉菌在全国范围也可造成8-15%的作物损失。

大豆自身所具有的对大豆疫霉菌的遗传抗性已被证明是控制病菌的最佳方法，近几年大豆基因组的遗传图谱的绘制提高了发现其他抗性基因的几率。普渡大学的研究团队是在寻找另一个大豆相关的遗传机理时发现了该基因。

在为期三年的研究内，普渡大学研究人员开发了一种分子”标记”（用于识别），可用于加快抗性基因向大豆品种的转移应用。该过程被称为标记辅助选择。

Ma介绍说，“有大约46,000 个预测基因模型，我们称之为大豆参照基因组，这些标记可使单个品种包含多个抗性基因以提高抗性。”

虽然大豆疫霉菌最终可能会对这二种抗性基因产生免疫，但病菌本身的致病性也许会变弱，Hughes说道，“病菌在克服其寄主抗性的同时，自身也必须放弃一些东西。如果病菌为克服这种新的抗性最终却在适应性方面付出代价（例如，其竞争力变弱或不能在土壤中长期生存），那么这些新基因的抗性将能维持更久。”

Ma、Hughes和参与合作的其他研究人员打算继续他们的研究。下一步他们希望将工作从温室转入到大田试验，并在之后进入商业化领域。Ma说，“这项技术可以为种植大豆的农民带来更高的利润，减少有害化学品的使用，使环境更清洁。”