與突變賽跑 探索小麥鏽病抗性基因的新出路——為非洲農民尋找長效解決方案，跳出致命真菌設下的怪圈

作者：Kerstin Hoppenhaus和Sibylle Grunze

以下視頻是小麥致病真菌Ug99六部科研紀錄片中的第三部，科學家普遍認為，Ug99可能會威脅到全球的糧食供應。

過去，研究人員和植物育種專家對抗小麥鏽病主要是通過將單個抗性基因引入小麥新品種。這些「主效基因」相當容易處理，在一段不算長的有效期內能提供強有力的保護。而一旦病原體進化，植物就會再次失去防護，有時一次微小的變異就能徹底擊潰抗性基因。真菌在每個生殖周期內都會產生大量的孢子，有大量的變異機會，因此打敗主效基因只是時間問題。

這種貓捉老鼠的遊戲讓致病真菌無數次死裡逃生，育種者也陷入了令人糾結的死循環。新抗性基因上市後，就會有越來越多的農民去種植這種新型抗性小麥，而背地裡真菌也在不停的進化，直到有一天關鍵變異種出現，對抗性基因產生了免疫，此時大片的作物就暴露在這種新型變異菌株面前。

抗性小麥新品種從發布到失效大約要經歷三到五年，因此，實行大規模農耕的工業化國家會不斷培育新品種。然而，非洲等地的小農戶卻無法做到這一點，因此許多專家主張，如有更好的抗性機制，將能在更長時間內保護小麥作物，並抵禦幾種新出現的小麥鏽病。

專家認為，實現這一目標的唯一途徑就是徹底改變策略。與其採用全效但不堪一擊的單個主效抗性基因，科學家們越來越傾向於採用多個「微效基因」。單個微效基因只能提供一定程度的保護，但當多個結合在一起時，效果好比刀槍不入的盾牌，變異菌株必須能同時克服好幾種基因才可以徹底擊垮抗性。這並非不可能，但需要時間。這種利用組合微效基因的方法通常可將作物保護期從3-5年延長至10-15年。

誠然，這種抗性策略對育種者來說相對更難維護，然而一旦成功，就能將負擔減輕一個檔次，減緩新型病原體的進化。

來源：世界農化網

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