中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院作科所發(fā)現(xiàn)小麥調(diào)控紋枯病抗性和粒重的新機制

　　近日，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)新團隊鑒定了一個調(diào)控小麥紋枯病抗性的新基因 TaSTT3b-2B ，研究發(fā)現(xiàn)其影響小麥抗病性和籽粒大小的分子新機制。12月7日，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)張增艷研究員介紹，由壞死性真菌病原菌禾谷絲核菌引起的小麥紋枯病是小麥的一種嚴重病害。目前，生產(chǎn)上推廣的大多數(shù)小麥品種對紋枯病的抗性較差。關(guān)于小麥抗紋枯病反應(yīng)的分子機制研究還不夠深入。

 

　　該研究發(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。利用生物技術(shù)手段使該基因沉默顯著降低了小麥對紋枯病的抗性，而過表達該基因可以顯著提高抗病性。進一步研究發(fā)現(xiàn)， TaSTT3b-2B 基因能夠促進茉莉酸的合成，并且該基因表達蛋白所介導(dǎo)的抗病性依賴于茉莉酸信號路徑。此外，還發(fā)現(xiàn) TaSTT3b-2B 基因在不同小麥材料中的表達水平與籽粒大小成正相關(guān)，在紋枯病侵染條件下，過表達該基因顯著提高了籽粒大小。以上研究為小麥抗紋枯病分子機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)用價值。

 

　　作科所祝秀亮副研究員為論文的第一作者，張增艷研究員和祝秀亮副研究員為本文的共同通訊作者，葉興國研究員團隊為小麥遺傳轉(zhuǎn)化提供了幫助，作科所重大平臺中心提供了儀器支持，江蘇省農(nóng)業(yè)科學(xué)院吳紀中研究員、周淼平研究員和郭煒博士參與了抗病表型鑒定工作。本研究得到了國家自然科學(xué)基金、青年人才托舉工程和轉(zhuǎn)基因生物新品種培育重大專項等項目的資助。

 

　　原文鏈接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1111/pbi.13760