科學(xué)家發(fā)現(xiàn)抗小麥稈銹病基因

科研人員近日表示，面對(duì)不斷蔓延的小麥稈銹病疫情，他們找到了兩種可以抵御這種真菌性小麥病害的基因。目前，非洲、中東和世界其他地區(qū)的農(nóng)作物都面臨小麥稈銹病的威脅。

多年以來(lái)，各國(guó)科學(xué)家一直在努力確定究竟是小麥基因組中的哪個(gè)片段能夠抵御名為Ug99的新型稈銹病。Ug99病原體最早于上世紀(jì)90年代初在烏干達(dá)現(xiàn)身，導(dǎo)致大片小麥死亡。此后，這—病害又出現(xiàn)在肯尼亞、埃塞俄比亞、蘇丹、也門和伊朗。

全球上一次暴發(fā)大規(guī)模小麥稈銹病疫情是在上世紀(jì)50年代。由于新型小麥抗病品種的出現(xiàn)，疫情于20年后消失。當(dāng)時(shí)培育出新品種的正是“綠色革命之父”、諾貝爾和平獎(jiǎng)得主諾曼·博洛格所領(lǐng)導(dǎo)的開拓性研究團(tuán)隊(duì)。

Ug99的出現(xiàn)再次引起人們的擔(dān)憂，因?yàn)檫@種病害有可能影響到全球90%的小麥作物。由于小麥占世界糧食消費(fèi)量的五分之一左右，所以Ug99還可能導(dǎo)致食物短缺和糧價(jià)上漲，進(jìn)而引發(fā)社會(huì)動(dòng)蕩。

現(xiàn)在科學(xué)家發(fā)現(xiàn)，兩種名為Sr35和Sr33的小麥基因似乎能夠參與免疫系統(tǒng)的運(yùn)作，抵御兇猛的致病真菌，產(chǎn)生抗病效果。

美國(guó)康奈爾大學(xué)農(nóng)作物栽培專家龍尼·科夫曼說(shuō)：“這是一項(xiàng)重大進(jìn)展?！笨品蚵救藳](méi)有參加這次的研究活動(dòng)。

此次研究由兩個(gè)小組合作完成，研究成果刊登在美國(guó)《科學(xué)》雜志上。

科夫曼說(shuō)：“這使我們有望最終將多種聯(lián)系緊密的基因聚集在一起，對(duì)病原體產(chǎn)生持久的抵抗力。”

科研人員表示，尋找抗病基因的工作已經(jīng)耗費(fèi)多年時(shí)間，小麥基因組的復(fù)雜特點(diǎn)更為這項(xiàng)工作增添了難度，這是因?yàn)樾←溁蚪M所包含的遺傳信息量幾乎是人類基因組的兩倍。

科學(xué)家在土耳其發(fā)現(xiàn)一個(gè)種植面積很小的、古老的小麥品種，確定其中含有抗病基因Sr35。參與研究的美國(guó)堪薩斯州立大學(xué)植物病理學(xué)副教授愛(ài)德華·阿胡諾夫說(shuō)：“不過(guò)到目前為止，我們還不清楚究竟是什么類型的基因使這一小麥品種產(chǎn)生了針對(duì)Ug99的抗病性?！?/p>

美國(guó)本地尚未發(fā)現(xiàn)Ug99小麥稈銹病個(gè)案。

《科學(xué)》雜志上關(guān)于另一種抗病基因Sr33的介紹則是由澳大利亞、美國(guó)和中國(guó)科研人員共同完成的。

科研人員寫道：“通過(guò)融合不同抗病基因來(lái)產(chǎn)生持久抵抗力，這是最常采用的小麥基因布局方法?！彼麄冇X(jué)得，把Sr33與Sr35結(jié)合到同一小麥基因組中的方法“頗具吸引力”。

稈銹病菌株的孢子能夠借助風(fēng)力傳播，通過(guò)破壞植株內(nèi)部組織來(lái)摧毀農(nóng)作物，導(dǎo)致麥稈變黑，莊稼顆粒無(wú)收。

一些農(nóng)民利用化學(xué)藥品殺滅這種真菌，但這一方法會(huì)增加經(jīng)濟(jì)與環(huán)境的負(fù)擔(dān)。

美國(guó)國(guó)家食品與農(nóng)業(yè)研究所的珍妮弗·馬丁和美國(guó)農(nóng)業(yè)研究所的肖恩·亞當(dāng)斯在農(nóng)業(yè)部網(wǎng)站的博客文章中寫道：“可以通過(guò)生物技術(shù)方法來(lái)控制這一病害。這項(xiàng)工作使我們有望研究出控制這一重大病害的更具持久性的方法。”