小麦抗白粉病育种取得突破 基因组编辑育种优势彰显

　　新华社北京2月11日电 题：小麦抗白粉病育种取得突破 基因组编辑育种优势彰显

　　新华社记者张泉

　　抗病性与高产量兼备，是农业育种的一浩劫题。中国科学院研究团队日前乐成破解了小麦既抗白粉病又确保生长和产量正常的基因隐秘，并使主栽小麦品种快速获得广谱抗白粉病的优异性状。

　　这一功效10日在国际学术期刊《自然》揭晓。该功效是若何取得的？背后的科学机理是什么？基因组编辑育种彰显出怎样的优势？新华社记者采访了研究团队成员。

　　寻找“鱼与熊掌兼得”的“金钥匙”

　　小麦白粉病是由真菌引起的一种天下局限内危害小麦生产的主要病害，重病田减产可达40%以上。培育抗白粉病的小麦品种，对于维护天下粮食平安具有主要意义。

　　然而，受限于自然规则，农作物抗病性与高产量往往难以兼得。

　　“这反映了病原菌的狡诈。”中科院遗传发育所研究员高彩霞先容，病原菌的乐成侵染需要行使植物感病基因，感病基因的突变通常能够赋予植物广谱持久的抗病性，但往往也会给植物生长发育带来多种负面效应，这一特征极大限制了感病基因在植物抗病育种中的应用。

　　早在2014年，中科院研究团队就行使基因组编辑手艺定向突变小麦的感病基因MLO，获得了对白粉病具有广谱持久抗性的质料，但该小麦mlo突变体显示出白粉病抗性的同时，也泛起了早衰、植株变矮、产量下降等负面表型。

　　往后，研究团队一直不停探索若何在抗白粉病育种中进一步行使MLO基因，从而实现“鱼与熊掌兼得”。

　　终于，他们在大量的基因组编辑小麦突变体中筛选获得了一个新型mlo突变体Tamlo-R32，该突变体显示出对白粉菌完全的抗性，同时生长发育和产量正常。“这成为破解MLO基因行使难题的‘金钥匙’。”高彩霞说。

综合消息：中国钢架雪车夺牌创历史 武大靖卫冕之路完美开局

2月11日，北京冬奥会男子钢架雪车比赛结束争夺，中国选手闫文港以四轮4分01秒77的成绩摘得铜牌，创造了中国选手在这一项目的历史最好成绩。在半决赛中，由武大靖、任子威、孙龙和本届冬奥会男子1000米银牌得主李文龙组成的中国队，在比赛前半程多次处于领滑位置。

　　揭开要害突变体的“神秘面纱”

　　找到了“金钥匙”，接下来就要揭开Tamlo-R32的“神秘面纱”，说明其分子机制。

　　然而，这并非易事。

　　“通俗小麦基因组十分重大，是人类基因组的5倍，水稻基因组的40倍。其序列重复性相当高，基因组结构极为庞大，这为剖析Tamlo-R32突变体的分子机制带来了极大挑战。”高彩霞说。

　　经由8年的通力互助，研究职员最终剖析了小麦Tamlo-R32突变体表型形成的分子机制。

　　研究职员发现，在Tamlo-R32突变体基因组的TaMLO-B1位点周围，存在约304Kb的大片断删除，染色体三维结构的改变导致上游基因TaTMT3的表达水平上升，进而战胜了感病基因MLO突变引起的负面表型，最终实现了抗病和产量的双赢。

　　研究进一步发现，在模式植物拟南芥中过表达TMT3也能战胜其mlo突变体的负面表型。“因此，该研究证实晰叠加的遗传改变可以战胜感病基因突变带来的生长缺陷，为培育抗病高产作物品种开拓了一条新的路径。”高彩霞说。

　　基因组编辑育种优势彰显

　　为了将研究功效应用于抗病育种，研究职员行使传统育种方式将Tamlo-R32突变体与我国小麦主栽品种举行杂交，并通过几代回交将抗病优良性状引入主栽品种中。

　　与此同时，研究职员行使CRISPR多重基因组编辑手艺，直接在小麦主栽品种中创制响应的基因突变，仅2至3个月就乐成在多个小麦主栽品种中获得了具有广谱白粉病抗性，且生长和产量均不受影响的小麦种质。

　　“相比于传统育种方式，基因组编辑育种极大缩短了育种历程。”高彩霞先容，基因组编辑育种能够举行精准定向操作，从而规避了传统育种方式盲目性和随机性的瑕玷，大大节约了时间和事情量。

　　“随同着全球天气转变、耕作制度改变以及莳植品种单一化等多种因素的叠加，植物病害加倍频仍地发生，选育和推广抗病新品种是防治病害经济、有用和环境友好的战略。”高彩霞说。

　　“这项研究是小麦抗白粉病育种的主要希望，也为培育抗病高产作物品种提供了新的思绪和手艺蹊径，同时也充实展现出基因组编辑在现代农业生产中伟大的应用远景。”中国工程院院士康振生说。

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