PNAS：小麦病毒抗性的古老根源

　　小麦中负责抵抗一种毁灭性病毒的基因的DNA序列已经被发现，这为管理更具抗性的作物和维持健康的食物供应提供了重要线索。

　　

小麦中负责抵抗一种毁灭性病毒的基因的DNA序列已经被发现，这为管理更具抗性的作物和维持健康的食物供应提供了重要线索。

美洲、亚洲、欧洲和非洲的小麦作物经常受到小麦黄花叶病毒(WYMV)的破坏，因此对能够抵抗这种病毒的小麦品种或栽培品种的需求很大。

发表在《美国国家科学院院刊》上的这项研究发现，这种抗性基因起源于一种古老的地中海野生小麦亲缘植物。

这项研究的首席研究员、墨尔本大学的Mohammad Pourkheirandish博士说:“这一发现可以帮助开发更具抗性的小麦品种，提高作物产量，并减少有害杀菌剂的使用。它还强调了保护生物多样性以保护粮食供应的必要性。”

WYMV使粮食产量减少80%，造成重大经济损失。这种病毒是由一种生活在土壤中的真菌宿主和传播的，这种真菌寄生在小麦植物的根部，使小麦叶片变色，并阻碍植物生长。

含有WYMV的微观真菌孢子可以在土壤中存活长达10年。虽然杀菌剂可以杀死孢子并阻止传播，但杀菌剂治疗既不具有成本效益，也不具有生态可持续性。

Pourkheirandish博士说:“可行的替代方案是有选择性地培育或基因改造抗WYMV的小麦。”

“在这项研究之前，我们知道一种名为Ym2的显性基因可以将WYMV对小麦植株的影响降低70%以上，但我们不知道该基因是如何做到这一点的。”

研究小组使用一种称为位置克隆的技术来定位面包小麦染色体上的Ym2基因，并发现其DNA序列编码一种名为NBS-LRR的蛋白质。这些蛋白质是检测病原体并在植物中引发免疫反应的“守护者”。

Pourkheirandish博士说:“现在我们知道了基因的DNA序列，我们可以通过简单地分析一小片叶子上的DNA来选择携带Ym2的育种品系，甚至不需要接种病毒。”

“这也将使我们更容易在小麦的野生亲缘种中发现Ym2的变异，这可能为进一步的作物改良提供更好的抗病性。”

现代小麦的DNA是嵌合的，这意味着它的遗传物质来自于几种祖先植物，通过自然杂交或杂交，然后由人类进行选择性育种。

通过比较相关物种的DNA序列，研究人员发现现代面包小麦中的Ym2基因来自一种古老的野生植物，名为Aegilops sharonensis，原产于地中海东部国家。在面包小麦的另一种野生祖先Aegilops speltoides中也有类似的基因。

Pourkheirandish博士说:“这些野生物种可能在某个时候与栽培小麦杂交，并传递了现在在商业上非常重要的遗传抗性。”

“原始野生植物是抗病等有用特性的丰富来源，植物育种家和遗传学家可以利用这些特性来保护现代作物，维持健康的食物供应——包括面包、意大利面、面条、粗麦粉、糕点、蛋糕和其他我们许多人依赖和享受的小麦产品。”

文章标题

Wheat Ym2 originated from Aegilops sharonensis and confers resistance to soil-borne Wheat yellow mosaic virus infection to the roots