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小麥黃花葉病是我國小麥年均發病面積最大的病毒病害,由土壤中的禾谷多黏菌攜帶小麥黃花葉病毒(WYMV)感染引起。土傳病毒病防控的唯一手段是培育抗病品種,因此,發掘抗病毒基因資源至關重要。
近日,中國農業科學院作物科學研究所小麥大麥優異種質資源發掘與創新利用創新團隊發現第二個小麥黃花葉病隱性抗病毒基因,可對小麥黃花葉病完全免疫,該研究為抗黃花葉病小麥新品種培育提供了理論基礎和基因資源。相關研究成果在線發表在《植物生物技術(Plant Biotechnology Journal)》上。
該團隊使用基因編輯技術創制了敲除小麥真核生物翻譯起始因子基因(TaeIF4E)的小麥編輯材料。通過人工雜交和分子標記輔助選擇,構建了TaeIF4E三個拷貝均敲除的三突變體株系,以及分別敲除單個或者兩個拷貝的單、雙突變體株系。
接種小麥黃花葉病毒后發現,只有TaeIF4E三突變體表現出對病毒的完全抗性,且能正常結實;單或雙突變體仍感病,感病后表現為植株矮小、結實率嚴重降低。在正常生長條件下,農藝性狀調查發現,TaeIF4E三突變體與其他基因型比較,表現出株高增加5-10cm、抽穗期和成熟期推遲3-5天,對產量和其他性狀均沒有影響。
由此證實,TaeIF4E作為感病宿主因子基因參與小麥黃花葉病毒感染。在主栽小麥品種中編輯該基因,可以改良小麥對黃花葉病的抗病性。該研究為抗黃花葉病小麥新品種培育提供了理論基礎和基因資源。(記者宋雅娟)
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