| 2020 年中國(guó)十大科技進(jìn)展新聞 |
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| 科學(xué)家找到小麥“癌癥”克星 |
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受赤霉病侵染的小麥
山東農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)院教授、山東省現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系小麥創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)首席專(zhuān)家孔令讓及其團(tuán)隊(duì)，從小麥近緣植物長(zhǎng)穗偃麥草中克隆出抗赤霉病主效基因Fhb7，并成功將其轉(zhuǎn)移至小麥品種中，首次明確并驗(yàn)證了該基因在小麥抗病育種中不僅具有穩(wěn)定的赤霉病抗性，且具有廣譜的解毒功能。相關(guān)研究成果于2020年4月10日在線(xiàn)發(fā)表在《科學(xué)》雜志。
小麥赤霉病，是世界范圍內(nèi)極具毀滅性且防治困難的真菌病害，有小麥“癌癥”之稱(chēng)。小麥近緣植物長(zhǎng)穗偃麥草攜帶抗病、抗逆、優(yōu)質(zhì)等許多優(yōu)異基因，是小麥品種改良的優(yōu)異基因資源，利用遠(yuǎn)緣雜交技術(shù)，可以將這些優(yōu)良的外源基因轉(zhuǎn)移到小麥上。
1985年，孔令讓從碩士研究生時(shí)期開(kāi)始從事長(zhǎng)穗偃麥草、八倍體小偃麥與小麥的遠(yuǎn)緣雜交研究，首次在長(zhǎng)穗偃麥草7E染色體長(zhǎng)臂末端發(fā)現(xiàn)小麥抗赤霉病主效基因Fhb7。近10余年來(lái)，孔令讓帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)經(jīng)過(guò)初定位證明Fhb7單基因可控制較高的抗性效應(yīng)，隨后，對(duì)復(fù)雜的長(zhǎng)穗偃麥草基因組進(jìn)行了高質(zhì)量的組裝和注釋?zhuān)⑼瓿闪嗽摶虻木?xì)定位。群體遺傳分析表明，該基因使得赤霉病病情指數(shù)降低超過(guò)30%，被認(rèn)為是高效抗性基因，從而為解鎖赤霉病這一世界性難題找到了“金鑰匙”。
之后，孔令讓團(tuán)隊(duì)利用遠(yuǎn)緣雜交結(jié)合分子標(biāo)記輔助選擇，將攜帶Fhb7基因的長(zhǎng)穗偃麥草染色體片段轉(zhuǎn)移至栽培小麥，最終獲得了抗赤霉病的種質(zhì)材料。
目前，已有30多家單位利用這些材料進(jìn)行小麥抗赤霉病遺傳改良，并在山東、河南、江蘇、安徽等地進(jìn)行廣泛試驗(yàn)，結(jié)果表現(xiàn)良好。攜帶Fhb7基因的多個(gè)小麥新品系已經(jīng)進(jìn)入國(guó)家以及省級(jí)預(yù)備試驗(yàn)和區(qū)域試驗(yàn)，并被納入我國(guó)小麥良種聯(lián)合攻關(guān)計(jì)劃，為從源頭上解決小麥赤霉病問(wèn)題提供解決方案。
中國(guó)工程院院士、“雜交水稻之父”袁隆平也對(duì)該研究作出評(píng)價(jià)。他表示，F(xiàn)hb7基因的發(fā)現(xiàn)和抗病機(jī)制解析對(duì)水稻、玉米等作物育種同樣具有重要意義。作為禾谷類(lèi)作物種質(zhì)改良和創(chuàng)新的難得基因，其在育種領(lǐng)域的推廣應(yīng)用，將有力提升我國(guó)農(nóng)作物種質(zhì)資源創(chuàng)新水平，為產(chǎn)業(yè)提質(zhì)增效、確保國(guó)家糧食安全提供重要保障。■
《科學(xué)新聞》 (科學(xué)新聞2021年2月增刊 聚焦)