发现针对 Ug99 金沙检测线路js95茎锈病病原体的抗性基因
星期四, 6 月 27 日, 2013
金沙检测线路js95 -- 科学突破让世界粮食供应变得更加充足.
金沙检测线路js95, 金沙检测线路js95立大学植物病理学副教授, 和他的同事, 来自加州大学戴维斯分校的 Jorge Dubcovsky, 领导了一个研究项目,该项目鉴定了一种基因,该基因使小麦植物能够抵抗最致命的小麦茎锈病病原体之一(称为 Ug99),该基因于 1999 年在乌干达首次发现. 这一发现可能有助于科学家开发新的小麦品种和策略,保护世界粮食作物免受小麦茎锈病病原体的侵害,这种病原体正在从非洲传播到亚洲的粮仓,并可能导致严重的农作物损失.
金沙检测线路js95立大学的其他研究人员包括 Harold Trick, 植物病理学教授; 安德烈斯·萨尔塞多, 遗传学博士生; 和西里尔·桑特纳克, 博士后研究员,目前在法国国家农业研究所工作. 该项目由美国资助.S. 农业部和博洛格全球锈病倡议.
团队的金沙检测线路js95, “金沙检测线路js95基因 Sr35 的鉴定,该基因赋予对 Ug99 茎锈病种群的抗性," 金沙检测线路js95在《科学》杂志上.
它鉴定出名为Sr35的茎锈病抗性基因, 与澳大利亚一个小组的一项金沙检测线路js95一起出现,该金沙检测线路js95确定了另一种有效的抗性基因,称为 Sr33.
“这个基因, 金沙检测线路js955, 作为植物免疫系统的关键组成部分,”阿胡诺夫说. “它识别入侵的病原体并触发植物的反应来对抗疾病."
金沙检测线路js95茎锈病是由真菌病原体引起的. 根据阿胡诺夫的说法, 自 20 世纪 50 年代以来,金沙检测线路js95育种者已经能够培育出对这种病原体有很大抵抗力的金沙检测线路js95品种. 但是, 1999 年在乌干达出现的 Ug99 菌株毁坏了农作物,并已蔓延至肯尼亚, 埃塞俄比亚, 苏丹和也门, 虽然尚未到达U.S.
“在那之前, 金沙检测线路js95育种者拥有两三个基因,几十年来对茎锈病非常有效,因此这种疾病并不是最大的问题,”阿胡诺夫说. “但是, Ug99 病原体种族的发现表明,现有病原体种族毒力的变化可能会成为一个巨大的问题."
作为第一道防线, 金沙检测线路js95育种者和研究人员开始在现有种质库中已发现的抗性基因中寻找, 他说.
“Sr35 基因是在土耳其种植的单粒金沙检测线路js95中发现的基因之一,”阿胡诺夫说. “到目前为止, 但是, 我们不知道哪种基因赋予了该金沙检测线路js95材料对 Ug99 的抗性."
鉴定抗性基因Sr35, 团队转向使用已知对 Ug99 真菌菌株具有抗性的单粒金沙检测线路js95. 单粒金沙检测线路js95的经济价值有限,仅在地中海地区的小面积地区种植. 它已被产量更高的面食和面包金沙检测线路js95品种所取代.
研究人员花了近四年的时间试图确定 Sr35 基因在金沙检测线路js95基因组中的位置, 其中包含的遗传信息比人类基因组多近两倍.
一旦研究人员缩小了候选基因的范围, 他们使用两种互补的方法来寻找 Sr35 基因. 第一, 他们对金沙检测线路js95的抗性进行了化学诱变,以鉴定对茎锈病病原体敏感的植物.
“问题是敲除每个候选基因,直到找到使金沙检测线路js95易感的基因,”阿胡诺夫说. “这是一个乏味的过程,并且花费了很多时间, 但这是值得的."
下一页, 金沙检测线路js95分离了候选基因,并使用生物技术方法开发了携带 Sr35 基因并表现出对茎锈病 Ug99 品种的抗性的转基因植物.
现在抗性基因已经找到了, Akhunov 和同事正在研究哪些蛋白质被真菌转移到金沙检测线路js95植株中并被 Sr35 基因编码的蛋白质识别. 这将帮助研究人员更好地了解感染背后的分子机制,并开发控制这种毁灭性病原体的新方法.