科學家分離出首個可識別可開啟防禦機制的鏽病病原基因

編譯：串麗敏 北京市農林科學院農業信息與經濟研究所

饑荒可能在很大程度上已經成為歷史。但在近幾年，一種可以殺死小麥的稈鏽病病害捲土重來。今年已經在瑞典出現，並且威脅著亞洲和美國。由於人類五分之一的食物來自小麥，因此這種病害已經威脅到糧食安全保障。近期科學家宣布了一項研究突破，提出了科學家使用自然技術來分離出首個小麥鏽病病原基因，讓小麥可以識別並且隨之開啟天然防禦機制。兩篇相關論文發表在《Science》期刊上。

這項突破針對的是小麥稈鏽病菌，歷史上，這種病原體對小麥危害最大。有了這項突破，在緊急情況下，可疑樣本能夠在幾小時內就分析出來，而不用花幾周時間，這就可能使作物免於病死。

人類歷史上第一次可以通過檢測DNA的方法來預測鏽病病原菌是否會抑制小麥中被稱為Sr50的抗性基因，這種抗性基因正被引入高產量小麥品種中。這些基因決定著是否需要迅速向小麥噴洒昂貴的殺真菌劑以預防鏽病，因為如果不使用殺真菌劑，受感染的作物會在短短几周內死亡。每次鏽病疫情爆發，都伴隨著穀物精細的選擇性育種過程。

悉尼大學在讀博士JiapengChen對致病的鏽病分離菌的基因組進行測序和分析，從而發起了這項研究。真菌不斷變異產生新的鏽病病原菌株，給病害診斷帶來重重挑戰，而這項研究在解決這些挑戰方面邁出重要的第一步。另一位論文通訊作者、聯邦科學與工業研究組織的PeterDodds博士表示，發展中國家對小麥的需求到2050年預計激增60%，就經濟而言，鏽病對糧食的影響是巨大的。該項研究明確了稈鏽病菌株如何通過一種叫AvrSr50的基因突變抑制Sr50抗性基因，這一信息可用於幫助我們決定應該優先部署哪些抗性基因。

目前為止，結果表明，植物免疫系統可以直接識別出真菌蛋白質。研究者逐漸對整個過程以及在蛋白質和基因層面上的情況有更加全面的理解。研究者指出，研究致病基因的時候要通盤考慮各地鏽病菌株，這一點非常重要，能幫助我們全面了解哪裡的致病性最可能進化。在已有研究成果的基礎上，我們也應該更好地理解鏽病病原體如何感染小麥，避開小麥免疫識別，以免造成產量損失。

除了關於重要抗鏽病基因Sr50帶來的直接效益外，這項領先世界的發現也可能對未來10到15年產生長期積極的影響。（來源：密歇根大學北京市農林科學院農業信息與經濟研究所報道）

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