西北農林科技大學農藝與種業(yè)參考書目(西北農林科技大學農藝與種業(yè)分數(shù)線)

2022年7月14日，國際期刊《Cell》（《細胞》）在線發(fā)表了西北農林科技大學植物免疫團隊18年的研究成果，發(fā)現(xiàn)了協(xié)助小麥條銹病侵染的“罪魁禍首”易感基因。并且通過敲除病害敏感基因，使小麥不易受到條銹病感染，為培育抗病小麥開辟了新思路和新途徑。

小麥是世界上種植最廣泛的谷類作物之一。它為全球超過25億人提供主食，是最重要的糧食作物。然而，病蟲害常常造成小麥產量嚴重損失，嚴重威脅糧食安全。小麥條銹病是一種容易傳播和流行的空氣傳播真菌病害。它是小麥第一大生物災害，發(fā)生在世界各地的小麥產區(qū)。新中國成立以來，已發(fā)生8次條銹病大流行，防治后小麥累計減產138億公斤。被譽為小麥的“癌癥”，因此條銹病被農業(yè)農村部列為一級農作物病害。

小麥條銹病是由條銹菌引起的。條銹病是一種生物營養(yǎng)型寄生真菌，依賴活小麥生存。植物免疫團隊重點關注小麥條銹病的生物營養(yǎng)寄生特性，發(fā)現(xiàn)了全球首個小麥易感基因TaPsIPK1——，該基因編碼細菌毒力蛋白利用的細胞質受體樣蛋白激酶。易感基因對小麥的基礎免疫具有負調節(jié)作用。它可以被條銹菌分泌的有毒蛋白PsSpg1劫持，并從細胞質膜釋放到細胞核中。它操縱細胞核內的轉錄因子TaCBF1，抑制抗性相關基因的轉錄，增強TaPsIPK1的轉錄水平。放大TaPsIPK1介導的病感效應，促進小麥病害易感性。該結果系統(tǒng)揭示了PsSpg1-TaPsIPK1-TaCBF1d磷酸化和轉錄調控級聯(lián)通路介導的致病機制。利用基因編輯技術精準敲除易感基因，破壞有毒蛋白與易感基因的識別和相互作用，實現(xiàn)小麥對條銹病的廣譜抗性。在田間試驗中，編輯后的小麥品系在保持作物主要性狀和品質的同時，表現(xiàn)出較高的抗條銹病能力，具有良好的應用潛力。

這一成果的重大意義在于其在小麥病害易感基因的鑒定和利用方面取得了原創(chuàng)性、重大成果。是實現(xiàn)種源自主可控、提高種業(yè)原始自主創(chuàng)新能力的跨越式突破。首先，小麥病害易感基因的發(fā)現(xiàn)，是植物與病原菌相互作用領域的重大突破，標志著我國在該領域邁出了一大步，處于世界領先地位。二是打破了主要利用抗病基因進行小麥育種的傳統(tǒng)思路，豐富了可用于抗病育種的基因種類，開辟了小麥生物育種新途徑，為現(xiàn)代生物育種提供科技支撐中國綠色疾病防治。

西北農林科技大學博士后王寧、唐春雷副研究員和博士生范鑫為該論文的共同第一作者，王曉杰教授和康振生院士為通訊作者。西北農林科技大學為第一作者，中國科學院遺傳與發(fā)育生物學研究所周建民研究員參與了研究工作。該研究得到了國家重點研發(fā)計劃、國家自然科學基金、國家外國專家局111項目、國家小麥產業(yè)技術體系、陜西省科技創(chuàng)新團隊的支持。