小麥紋枯病是小麥生產(chǎn)中的嚴重病害,如何育成抗紋枯病的品種?近日,一項新的研究中,科研人員鑒定到了一個調(diào)控小麥紋枯病抗性的新基因,這一基因對小麥抗病性和籽粒大小都會產(chǎn)生影響。該發(fā)現(xiàn)由中國農(nóng)業(yè)科學院作物科學研究所作物轉基因及基因編輯技術與應用創(chuàng)新團隊完成,相關研究成果在線發(fā)表于《植物生物技術(Plant Biotechnology Journal)》上。
據(jù)團隊科研人員張增艷研究員介紹,小麥紋枯病是由壞死性真菌病原菌禾谷絲核菌引起的。目前,關于小麥抗紋枯病反應的分子機制研究還不夠深入。
研究發(fā)現(xiàn),一個位于小麥2B染色體上的寡糖基轉移酶催化亞基編碼基因TaSTT3b-2B受紋枯菌誘導表達。隨后,科研人員利用生物技術手段使該基因沉默,結果顯著降低了小麥對紋枯病的抗性,而過表達該基因可以顯著提高抗病性。
進一步研究發(fā)現(xiàn),TaSTT3b-2B基因能夠促進茉莉酸的合成,并且該基因表達蛋白所介導的抗病性依賴于茉莉酸信號路徑。
此外,研究人員還發(fā)現(xiàn)TaSTT3b-2B基因在不同小麥材料中的表達水平與籽粒大小呈正相關,在紋枯病侵染條件下,過表達該基因顯著提高了籽粒大小。該研究為小麥抗紋枯病分子機制解析提供了新思路,同時展現(xiàn)了TaSTT3b-2B基因在小麥抗病遺傳改良和產(chǎn)量提升中的潛在應用價值。研究得到了國家自然科學基金、青年人才托舉工程等項目的資助。