Plant Pathology：让作物摆脱病害的遗传学发现

　　

推荐理由：在最近的《植物病理学》（Plant Pathology）杂志上发表的一项研究中，澳大利亚科廷大学的研究人员找到一种方法，能够培育没有负面因素的抗病小麦，有可能为澳大利亚农业产业挽回数百万美元的损失。

生物通报道：目前，澳大利亚科廷大学的研究人员找到一种方法，能够培育没有负面因素的抗病小麦，有可能为澳大利亚农业产业挽回数百万美元的损失。

根据科廷大学Australian Centre for Necrotrophic Fungal Pathogens（ACNFP）的中心主任、特聘教授Richard Oliver介绍，即便是已经使用了杀菌剂，黄斑病（Yellow Spot）仍能引起每公顷超过0.35吨的小麦产量损失。

对于一个普通大小（4000公顷）的农场来说，这可能意味着每年差不多有500,000美元的损失，从更大的范围来说，澳大利亚农业产业每年就有大约2.12亿美元的损失。

在Grains Research & Development Corporation的资助支持下，Oliver及其研究小组，连同独立研究供应商Kalyx Australia表明，通过去除小麦种质资源中的疾病敏感性基因，病原体就很难接近小麦从而造成损害。

Oliver教授表示，他们的研究成果，将能帮助育种人员培育出病害损失低60%到80%的作物，这对农民来说是一个真正的胜利——他们通常会避免使用叶面杀菌剂。在这之前，抗黄斑病和小麦颖枯病（Septoria Nodorum Blotch）的育种工作非常耗时，因为没有可用的分子标记。关键是为育种者提供特异蛋白（称为效应蛋白effector），真菌利用这种蛋白造成作物病害。

研究人员指出，他们的技术第一次允许育种人员进行稳定和持久的抗病性改良，而不影响农民的收入。此外，育种人员能够将更多的时间和资源，用于提高产量、抗锈病和抗冻性的育种工作。

利用Kalyx Australia提供的大型小麦品种试验，研究小组在西澳大利亚小麦生产区，研究了不同小麦品种（由于其理想性状而选作育种的植物）遭受自然病害和胁迫时的产量损失。

研究人员将携带疾病敏感基因的小麦品种，与缺乏这些特殊基因的小麦品种进行比较，发现缺乏这类基因的小麦品种并没有表现出产量损失，在某些情况下，面对病害时其产量反而增加。

由此，研究小组得出这样的结论：如果去除一个敏感基因，就会有最小的关联风险，这将是提高抗病性的一个安全而简单的策略。

Oliver教授解释说，因为针对抗病性的直接QTL定位并没有产生有用的分子标记，因此这项研究以前从来没有进行过。他说：“以前，在QTL定位之前，遗传学家们往往感染相对抗病和相对易感父母本之间的杂种后代。但是，由于几个效应蛋白反应，抗病性往往是多因子的，所以QTL定位总是有点模糊，因而从来没有得到承认。而我们的研究直接着眼于识别病原体的遗传位点，利用我们较早开发的一个程序，可以很容易地确定这些位点，从而能够绕过QTL定位的需要。”

这项研究成果以“Absence of detectable yield penalty associated with insensitivity to Pleosporales necrotrophic effectors in wheat grown in the West Australian wheat belt”为题，在最近的《植物病理学》（Plant Pathology）杂志上在线发表。（生物通：王英）

生物通推荐原文摘要：
Absence of detectable yield penalty associated with insensitivity to Pleosporales necrotrophic effectors in wheat grown in the West Australian wheat belt
Abstract: Genetic disease resistance is widely assumed, and occasionally proven, to cause host yield or fitness penalties due to inappropriate activation of defence response mechanisms or diversion of resources to surplus preformed defences. The study of resistance gene trade-offs has so far been restricted to biotrophic pathogens. In some Pleosporales necrotrophic interactions, quantitative resistance is positively associated with insensitivity to effectors. Host lines that differ in sensitivity can easily be identified amongst current cultivars and advanced breeding lines. Large wheat cultivar trials were used to test whether lines sensitive or insensitive to three necrotrophic effectors from Pyrenophora tritici-repentis and Parastagonospora nodorum differed in yield when subjected to natural disease and stress pressures in the West Australian wheat belt. There was no significant yield penalty associated with insensitivity to the fungal effectors ToxA, SnTox1 and SnTox3. Some yield gains were associated with insensitivity and some of these gains could be attributed to increased disease resistance. It is concluded that insensitivity to these effectors does not render such plants more vulnerable to any relevant biotic or abiotic stress present in these trials. These results suggest that the elimination of sensitivity alleles for necrotrophic effectors is a safe and facile strategy for improving disease resistance whilst maintaining or improving other desirable traits.