光明日報北京2月10日電（記者齊芳）抗病的品種往往難高產，高產的品種抗病性差——這個大自然的法則給人類育種帶來極大困擾。我國科學家持續開展科研攻關，闡明小麥新型mlo突變體既抗白粉病又高產的分子機制，并通過多重基因組編輯，使主栽小麥品種快速獲得廣譜抗白粉病的優異性狀。
這項成果由中國科學院高彩霞團隊、邱金龍團隊和肖軍團隊合作完成，相關論文在10日出版的國際學術期刊《自然》上發表。中國工程院院士康振生評價，“利用感病基因進行植物抗病育種研究的重要理論和技術突破”。
中國科學院遺傳發育研究所研究員高彩霞介紹，病原菌的成功侵染需要利用植物感病基因，感病基因的突變通常能夠賦予植物廣譜持久的抗病性。然而，感病基因具有重要的生理功能，其突變給植物生長發育帶來多種負面效應。“如何實現“魚與熊掌兼得”，是利用感病基因進行植物抗病育種的關鍵。”高彩霞說。
小麥白粉病是由真菌引起的一種世界范圍內危害小麥生產的重要病害，重病田減產可達40%以上。早在2014年，中科院研究團隊就利用基因組編輯技術定向突變小麥的感病基因MLO，獲得對白粉病具有廣譜持久抗性的材料。中國科學院微生物研究所研究員邱金龍說：“但該小麥mlo突變體表現出白粉病抗性的同時，也出現了早衰、植株變矮、產量下降等負面表型。”
經過8年探索，科研人員終于在大量基因組編輯小麥突變體中篩選獲得了一個新型mlo突變體Tamlo-R32——它既表現出對白粉菌完全的抗性，同時小麥的生長發育和產量正常。
這項研究成果已應用于育種實踐。一方面，研究人員利用傳統育種方法將具有這一突變的小麥與我國小麥主栽品種進行雜交，并通過幾代回交將抗病優良性狀引入主栽品種中。另一方面，研究人員利用CRISPR多重基因組編輯技術，在小麥主栽品種中創制相應的基因突變，僅2-3個月就成功在多個小麥主栽品種中獲得了具有廣譜白粉病抗性、生長和產量均不受影響的小麥種質。
植物抗病領域國際知名專家周儉民研究員認為，這項研究是小麥抗白粉病育種的重要進展，充分展現出基因組編輯在現代農業生產中巨大的應用前景，同時也為培育抗病高產作物品種提供了新的思路和技術路線。
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