研究發(fā)現(xiàn)小麥白粉病抗性基因

南京農(nóng)業(yè)大學(xué)作物遺傳與種質(zhì)創(chuàng)新國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室陳佩度教授領(lǐng)導(dǎo)的研究小組發(fā)現(xiàn)了簇毛麥抗白粉病基因Pm21中的一個(gè)關(guān)鍵成員Stpk-V，此基因賦予了小麥白粉病抗性。該研究結(jié)果發(fā)表在最新一期的《國家科學(xué)院院刊》（PNAS）雜志上。

小麥白粉病是由白粉菌引起的世界性真菌病害，而培育抗性品種是控制白粉病的有效途徑。

文章的通訊作者，陳佩度教授長期從事小麥遺傳育種的科研工作，他曾將簇毛麥抗白粉病基因Pm21定位于6V染色體短臂上，并將6VS·6AL易位系引入小麥，賦予了持久、廣譜的白粉病抗性。

然而，Pm21很難進(jìn)行分子遺傳定位，因?yàn)?VS與6AS不配對。而且，簇毛麥的所有已知種質(zhì)都對白粉菌有免疫力。Pm21依然被細(xì)胞遺傳學(xué)定義為一個(gè)基因座。

在本研究中，陳佩度教授領(lǐng)導(dǎo)的研究小組利用分子和細(xì)胞遺傳學(xué)技術(shù)，克隆并鑒定出Pm21基因的關(guān)鍵成員——絲氨酸和蘇氨酸蛋白激酶基因Stpk-V.Stpk-V位于Pm21基因座上。單細(xì)胞瞬時(shí)表達(dá)分析的結(jié)果表明此基因能夠顯著降低吸器指數(shù)。

將Stpk-V轉(zhuǎn)化到一種易感的小麥品種Yangmai158后，這種轉(zhuǎn)基因植物表現(xiàn)出高且光譜的白粉病抗性，與T6VS𔅚AL類似。在T6VS𔅚AL和簇毛麥中，Stpk-V基因的沉默使得易感性增加。

此外，研究人員還發(fā)現(xiàn)，Stpk-V可通過Bgt和外源H2O2誘導(dǎo)，同時(shí)它也調(diào)節(jié)內(nèi)源H2O2的增加，使得植物被Bgt攻擊后細(xì)胞死亡。

作者在文中提到，在后續(xù)研究中，他們將利用內(nèi)源啟動子評估Stpk-V的功能，并關(guān)注Stpk-V與其他易感品種中同源基因的多態(tài)性。同時(shí)，他們還想確定Pm21基因座上有多少個(gè)基因以及Stpk-V是否是賦予抗性表型所必需的唯一基因。