江苏大学研究揭示小麦白粉病同源抗性基因的功能和进化！

由Blumeria graminis f. sp. tritici（Bgt）引起的小麦白粉病是一种威胁全世界小麦生产的毁灭性病害。将白粉病抗性（Pm）基因纳入易感小麦栽培品种是控制这种病害的最有效、最经济、最环保的手段。传统的育种方法需要很多年才能引入抗性，而克隆的抗性基因可以通过转基因的方式直接转移。目前，已经从普通小麦及其栽培或野生近缘植物中发现了100多个Pm基因。Pm12起源于拟山羊草（Aegilops speltoides），是小麦的一个野生近缘种，对白粉病有很强的抗性，因此有可能用于小麦育种。

2022年11月9日，国际权威学术期刊Plant Communications发表了江苏大学何华纲和烟台大学马朋涛以及河南大学高安礼团队的最新相关研究成果，题为Orthologous genes Pm12 and Pm21 from two wild relatives of wheat show evolutionary conservation but divergent powdery mildew resistance的研究论文。

利用伽马射线诱导的易感突变体，科研人员对Pm12进行了物理测绘和分离，发现它与来自簇毛麦（Dasypyrum villosum，也是小麦的一个野生近缘植物）的Pm21具有同源关系。通过EMS诱变、病毒诱导的基因沉默和稳定的遗传转化，验证了Pm12的抗性功能。进化分析表明，小麦物种中的Pm12/Pm21位点是相对保守的，但却是动态的。在这篇文章中，科研人员证明了Pm12和Pm21这两个同源基因对同一组Bgt分离株具有不同的抗性。过度表达PM12和PM21的卷曲螺旋结构域都能诱导Nicotiana benthamiana叶片的细胞死亡。然而，它们的全长形式显示出不同的细胞死亡诱导活性，这是由于它们不同的分子内相互作用造成的。Pm12的克隆将促进其在小麦育种项目中的应用。这项研究也使人们对Pm12和Pm21这两个表现出不同生理小种特异性和分子内相互作用模式的同源抗性基因有了新的认识。

转自：“植物生物技术Pbj”微信公众号

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