Science：我国科学家领衔发现野生小麦草中的保护性基因Fhb7可阻止镰刀菌枯萎病

2020年4月14日讯/BIOON/---在一项新的研究中，来自中国山东农业大学、诺禾致源公司、山东农业科学院、烟台大学、中国科学院与发育生物学研究所、美国农业部研究所、普渡大学和以色列海法大学的研究人员在野生小麦草（wild wheatgrass）中发现了一种保护性基因，该基因有望阻止小麦和大麦作物患上镰刀菌枯萎病（fusarium head blight）。相关研究结果于2020年4月9日在线发表在Science期刊上，论文标题为“Horizontal gene transfer of Fhb7 from fungus underlies Fusarium head blight resistance in wheat”。在这篇论文中，他们描述了他们如何发现这个基因，以及它如何较好地抵抗测试作物遭受真菌感染。论文通讯作者为山东农业大学的王宏伟（Hongwei Wang）博士和山东农业大学的孔令让（Lingrang Kong）博士。

图片来自CC0 Public Domain。 镰刀菌枯萎病已成为世界各地小麦和大麦种植者日益关注的问题。它也称为小麦赤霉病（wheat scab），在这种疾病中，致病真菌镰刀菌会吞噬此类植物中的籽实，从而降低产量。更糟糕的是，它会在未食用的籽实中留下毒素，使其无法销售。农民们尝试了多种抗真菌剂来消除作物上的感染，但并没有取得太大进展，这是因为在雨季，雨水会冲走消灭这种真菌侵袭的药物。一种获得一定程度成功的方法是对某些类型的小麦进行基因工程改造使得它表达一个在中国传家宝（Chines heirlooms）中发现的具有一定抗性的基因，但迄今为止，这种方法仅能提供适度的保护。

在这项新的研究中，这些研究人员在野生小麦草中发现了一种对禾谷镰刀菌（Fusarium graminearum）---导致镰刀菌枯萎病的致病真菌---具有抗性的基因Fhb7，该基因似乎具有更强的抗感染能力。

这项研究涉及对一种称为长穗偃麦草（Thinopyrum elongatum）的小麦草的非常长期的研究。这些研究人员很早就发现这种小麦草对禾谷镰刀菌具有抗性。但是，他们花了将近二十年的时间才弄清楚它的基因Fhb7提供了这种抗性。他们发现它编码一种称为谷胱甘肽S-转移酶（glutathione S-transferase）的酶，该酶的作用机制是降解这种真菌产生的可导致农作物枯萎病的毒素。

下一步涉及将这个基因添加到试验设施中的小麦植株中，以查明它是否具有不良副作用。到目前为止，他们已经发现将这个基因添加到小麦植株中可使得它们对禾本科镰刀菌更具抗性，并且不会降低农作物的产量。他们指出，还需要进行更多测试，以便确定这个基因在帮助植物抵御感染方面的有效性，并找出将它与那个在中国传家宝中发现的基因一起使用会发生什么情况。（100医药网 100yiyao.com）

参考资料：

1.Hongwei Wang et al. . Science, 2020, doi:10.1126/science.aba5435.

2.Protective gene in wild wheatgrass could stop fusarium head blight in wheat and barley

https://phys.org/news/2020-04-gene-wild-wheatgrass-fusarium-blight.html