我校小麦团队发现赤霉菌基因RNAi提高小麦赤霉病抗性

日前，Plant Biotechnology Journal 在线发表了我校小麦团队题为“宿主诱导沉默关键几丁质合成酶基因赋予小麦持久苗枯病和赤霉病抗性”（Host-induced gene silencing of an essential chitin synthase gene confers durable resistance to Fusarium head blight and seedling blight in wheat）的最新研究成果。我校植科院博士研究生程伟和宋修仕为共同第一作者，廖玉才教授为通讯作者。

几丁质是真菌细胞壁的关键结构成分，几丁质合成酶催化合成几丁质。由于植物、哺乳动物中没有几丁质和几丁质合成酶，所以长期以来学术界认为几丁质合成酶是理想的真菌控制靶点，这一设想现由我校研究人员率先在小麦赤霉菌中证实。

小麦赤霉病是由禾谷镰刀菌引起的灾难性真菌病害，不仅降低产量，严重发病时可导致颗粒无收，还产生真菌毒素，影响食品安全。中国工程院院士刘大钧先生指出，小麦抗赤霉病育种是一个世界性难题，抗赤霉病资源匮乏是主要瓶颈。廖玉才教授团队为了寻找赤霉病新抗源，比较分析了赤霉菌侵染小麦过程中所有几丁质合成酶基因表达，发现其中一个表达量最高、缺失致死基因，从中鉴定出三个RNAi功能区段转入我国小麦品种，筛选获得了兼抗苗枯病、赤霉病和赤霉菌毒素的稳定遗传株系。这是首例赤霉菌基因RNAi分子在小麦中表达，提高小麦赤霉病抗性的报道。这也是该团队不久前在同一杂志发表“组织特异和病菌诱导表达镰刀菌特异抗体-真菌几丁质酶融合蛋白提高小麦的赤霉病和毒素抗性”（Tissue-specific and pathogen-inducible expression of a fusion protein containing a Fusarium-specific antibody and a fungal chitinase protects wheat against Fusarium pathogens and mycotoxins. Plant Biotechnology Journal, 2014, doi: 10.1111/pbi.12289.）一文后，又基于小麦赤霉菌武昌菌株，分离鉴定的抗赤霉病新资源。

源于这个赤霉菌关键致病基因的RNAi分子，为赤霉菌基因组特有序列，在小麦等非靶标生物中没有同源或相似序列，这种RNAi介导的病菌特异抗病性，与该团队10年前创建的镰刀菌特异抗体介导的抗病性一样，对其它生物没有危害。因此，基于这类基因RNAi介导的植物抗病改良技术，是一种环境友好型生物技术育种技术。我校小麦团队的这一研究成果，对于开发和利用植物病原真菌的遗传资源来特异控制病菌危害，特别是抗病资源匮乏的植物抗真菌病育种，具有重要意义。

文章链接:http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/pbi.12352/pdf