华中农业大学严建兵课题组联合河南农业大学丁俊强课题组在玉米小斑病抗性研究中取得新进展

玉米是世界第一大粮食作物，为工业和饲料业提供重要原料。随着种植区品种类型多样化、耕作栽培方式转变以及极端气象因素等影响，近年来我国玉米病害呈持续加重趋势，已成为制约玉米高产稳产的重要因素。玉米小斑病是世界范围内普遍发生的一种真菌性病害，严重影响玉米产量和品质。近些年在我国黄淮海玉米主产区，玉米小斑病发生尤为严重，在一般年份造成减产达10%以上，严重发生年份造成减产20%-30%。因此收集玉米抗病种质、挖掘抗病基因，培育和种植抗病品种，控制玉米小斑病病害发生，对保障我国玉米的安全生产至关重要。该病害的遗传学研究始于上个世纪40年代，但其相关的抗病基因报道甚少。

2022年11月16日，Plant Biotechnology Journal在线发表了华中农业大学作物遗传改良全国重点实验室和湖北洪山实验室严建兵教授团队与河南农业大学丁俊强教授团队合作题为“Genetic basis of resistance to southern corn leaf blight in the maize multi-parent population and diversity panel”的研究论文。该研究利用多个遗传群体和多种统计分析方法系统解析了玉米小斑病抗性的遗传基础，并基于多组学手段克隆两个抗玉米小斑病的新基因，该研究发现为玉米遗传改良提供有价值的信息。

本研究利用8个重组自交系群体组成的ROAM群体1540份家系和AMP群体513份家系的两套遗传群体，采用单群体连锁分析、多群体联合连锁分析和全基因组关联分析方法，系统鉴定到109个抗小斑病的位点。与已发表的QTL比较，本研究鉴定出35个新的抗小斑病位点。本研究分析发现，相较温带材料，热带材料富集了更多的抗小斑病位点，在玉米适应性过程中，约有一半以上的抗病位点受到选择，其中37个抗小斑病位点因受农艺性状的选择，造成抗病等位基因频率显著降低。进一步分析发现在玉米优良自交系中仍携带部分感病的位点，为玉米抗病遗传改良指明方向。

图1 利用多个遗传群体和分析方法鉴定抗玉米小斑病的位点

本研究通过全基因组关联分析、表达量、单倍型分析鉴定ZmFUT1和MYBR92为两个抗病位点的候选基因。采用基因编辑技术获得两个基因的敲除突变体，分析发现两个基因的敲除突变体比野生型材料更加感病，验证了两位基因抗玉米小斑病的功能。基于单倍型的关联分析，进一步分析发现两个基因最优异的单倍型组合，能显著提高小斑病抗性。

华中农业大学作物遗传改良全国重点实验室和湖北洪山实验室严建兵教授和河南农业大学丁俊强教授为该论文的共同通讯作者。博士后陈庚申为该论文的第一作者。该研究得到国家自然科学基金等项目的支持。

转自：“植物生物技术Pbj”微信公众号

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