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科研攻关开辟抗病小麦育种新思路

2022-10-15 16:46:09   

小麦条锈病是小麦头号重大生物灾害,一般年份会导致10%-30%产量的损失,严重时甚至绝产,被农业农村部列为一类农作物病害。今年7月,西北农林科技大学植物免疫团队历经18年的研究,发现了全球首个小麦条锈病感病基因。针对这个小麦中协助条锈菌感染的“真凶”,利用基因编辑技术使得小麦不易遭受条锈菌的侵染,开辟了抗病小麦育种的新思路和新途径。最近,该团队的王晓杰教授向记者讲述了这一成果的重要意义。

2004年,那时候我还在读博士,在我的导师康振生院士指导下开始了小麦与条锈菌互作的分子机理研究,实验过程中在小麦中发现了一个之前从未见过的基因,因为当年技术水平和硬件设施的限制,并没能第一时间与它“彻底认识”,这中间断断续续的接触了解它,这一转眼十几年就过去了。后来我也成为了博士生导师,我的学生又加入这项研究,一步步探索,一点点推敲,才搞清了这个基因与小麦条锈病之间的关系。

此前我们主要通过抗病基因来培育品种,但就像其他病菌一样,小麦条锈菌的病菌也会变异,一般来说,一个小麦品种在大规模推广3-5年后,就会出现能够免疫抗性的新型病菌,而我们用传统方法培育一个新的抗病品种,经常需要10年左右,很难追上病菌变异的速度。感病基因就像是病菌生存必需的环境,小麦条锈菌的病菌通过它才能在活体小麦中生存,我们的研究就是通过破坏它们之间的联系,让病菌自然而然“死掉”。

2020年和2021年,陕西地区小麦条锈病“来势凶猛”,为了确保粮食丰收,农业农村部门出动专业化服务组织,动用植保无人机、地面机械开展统防统治,这些毕竟是需要资金投入的。通过编辑感病基因使其本身抗病,这是小麦生物育种的新途径。在研究过程中,康院士经常告诉我,研究要围绕生产需求,成果要服务于国家农业生产。我想起之前产量不错的小麦品种“小偃22”,生长对环境要求不高,用农户的话讲很好种、很“皮实”,却由于对小麦条锈病缺乏抗性最终被淘汰。如果能通过研究成果“找回”那些因抗病问题被迫放弃的优良品种,对于确保粮食安全会很有意义,所以我们的研究也一直注重生产应用价值,在抗病的同时又不能影响小麦本身的生长发育。

科研需要传承和发扬,在康院士的带领下,我们的团队会继续研究探索。从目前田间实验的情况来看,编辑感病基因的小麦品系不仅对条锈菌的主要流行小种有持久广谱抗性,产量也能保持稳定,证明这的确是可用于小麦抗病改良的感病基因。相信很快这项成果就能推广应用,为人民群众生命健康作出实际贡献。

来源:三秦都市报
编辑:王婕
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