小麥紋枯病是小麥生產(chǎn)中的嚴(yán)重病害,如何育成抗紋枯病的品種?近日,一項(xiàng)新的研究中,科研人員鑒定到了一個調(diào)控小麥紋枯病抗性的新基因,這一基因?qū)π←溈共⌒院妥蚜4笮《紩a(chǎn)生影響。該發(fā)現(xiàn)由中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院作物科學(xué)研究所作物轉(zhuǎn)基因及基因編輯技術(shù)與應(yīng)用創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)完成,相關(guān)研究成果在線發(fā)表于《植物生物技術(shù)(Plant Biotechnology Journal)》上。
據(jù)團(tuán)隊(duì)科研人員張?jiān)銎G研究員介紹,小麥紋枯病是由壞死性真菌病原菌禾谷絲核菌引起的。目前,關(guān)于小麥抗紋枯病反應(yīng)的分子機(jī)制研究還不夠深入。
研究發(fā)現(xiàn),一個位于小麥2B染色體上的寡糖基轉(zhuǎn)移酶催化亞基編碼基因TaSTT3b-2B受紋枯菌誘導(dǎo)表達(dá)。隨后,科研人員利用生物技術(shù)手段使該基因沉默,結(jié)果顯著降低了小麥對紋枯病的抗性,而過表達(dá)該基因可以顯著提高抗病性。
進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn),TaSTT3b-2B基因能夠促進(jìn)茉莉酸的合成,并且該基因表達(dá)蛋白所介導(dǎo)的抗病性依賴于茉莉酸信號路徑。
此外,研究人員還發(fā)現(xiàn)TaSTT3b-2B基因在不同小麥材料中的表達(dá)水平與籽粒大小呈正相關(guān),在紋枯病侵染條件下,過表達(dá)該基因顯著提高了籽粒大小。該研究為小麥抗紋枯病分子機(jī)制解析提供了新思路,同時展現(xiàn)了TaSTT3b-2B基因在小麥抗病遺傳改良和產(chǎn)量提升中的潛在應(yīng)用價(jià)值。研究得到了國家自然科學(xué)基金、青年人才托舉工程等項(xiàng)目的資助。