记者近日从西北农林科技大学获悉：该校研究团队联合中国科学院遗传与发育生物学研究所等单位，在解决小麦条锈病菌不断变异的世界性难题上取得重大突破，成功绘制全球首张小麦抗条锈病基因全景图谱，构建了小麦条锈病“综合抗源”核心资源库。这项研究为小麦育种提供“基因导航”，标志着我国在小麦病害防控基础研究领域取得引领性突破。相关研究成果于22日发表在国际期刊《自然·遗传学》上。
△图1 小麦条锈病流行区分布和小麦种质遗传多样性、群体结构以及抗性表型多样性
小麦条锈病被称为“小麦癌症”，导致全球小麦年减产约10%。研究团队负责人、中国工程院院士、西北农林科技大学教授康振生表示，这项研究首次系统揭示了百年来小麦抗病基因与病原菌变异之间的规律。
研究团队历时5年，通过对近4.7万份田间数据的深度挖掘，构建了涵盖2191份全球小麦种质的小麦条锈病“综合抗源”核心资源库。在此基础上，研究团队首次绘制出覆盖431个遗传位点的小麦抗条锈病基因全景图谱，清晰展现出抗性基因在全球麦区的时空分布特征。
△图2 小麦抗条锈病基因全景图及抗性优异等位基因频率的时空分布
康振生介绍，在筛选后的559个与抗条锈病相关的候选基因中，研究团队成功验证了3个突破性抗条锈病基因的应用价值。其中，Yr5x基因对当前流行的新型强毒菌株表现出显著抗性；Yr6/Pm1基因首次实现条锈病与白粉病的双重防控，揭示了作物广谱抗病的新机制；YrKB基因在抵御条锈病和叶锈病的同时，首次实现了抗病性与产量的协同提升。
“这张图谱破解了困扰学界百年的抗病基因布局难题。”康振生介绍，研究发现的抗条锈病基因组合，有望将小麦品种的抗病寿命从当前的3至5年，延长至10年以上。目前，携带新基因的育种材料已在多个小麦主产区开展田间试验，为减少农药使用、保障粮食安全提供科技支撑。
