Forkagro Pixel
开辟了一条不使用农药就能培育出抗病性小麦品种的道路。
穀物
油籽
碎粒
斯特恩
小麥
農產品
向日葵

开辟了一条不使用农药就能培育出抗病性小麦品种的道路。

对小麦RXLi和Pm5e基因的研究表明它们在抗白粉病方面起着重要作用。这是NLR对保护小麦重要性的第一个确认。发现分子机制将有助于培育更耐病的品种。

11 February 2025 11 February 2025

刘志云教授领导的中国科学院遗传与发育生物学研究所(IGDB)与国际团队合作进行的研究并在《植物生物技术杂志》上发表的一篇文章揭示了发展更耐病小麦品种和减少农药使用的途径。

科学家们发现了与小麦核苷酸相关且具有重复亮氨酸(NLR)的两个基因,分别是RXL和Pm5e。根据中国科学院新闻发布的消息,这些基因使小麦对致命的小麦白粉病具有抗性。

多数与小麦白粉病抗性相关的克隆基因编码CNL蛋白(CC-NLR)。其中一种蛋白是小麦中存在的Sr35。它可以形成一个被称为抗体的轮状五聚体复合物,其中螺旋状细胞膜结构域(CC)作为钙离子的通道。这导致钙离子的流入,激活免疫反应。

在大多数情况下,一个NLR蛋白能够同时识别病原体效应分子并启动免疫反应。然而,一些NLR蛋白是成对发挥作用的,其中一个是感知NLR,通过其整合结构域识别病原体效应分子,另一个NLR是执行NLR或协助NLR,负责启动免疫反应。

这样的NLR对通常在基因组中相邻。例如,水稻的RGA4/RGA5和Pik-1/Pik-2以及拟南芥的RPS4/RRS1。但到目前为止,这些NLR对是否在提高小麦抗病能力方面发挥作用还不清楚。

通过他们的研究,刘和他的来自英国萨里、南京师范大学和河南科技大学的同事展示了小麦RXL和Pm5e基因之间的合作,这提供了对小麦抗白粉病的抗性。这两个基因编码非典型的NLR蛋白:RXL含有缩短的NB-ARC结构域,而Pm5e则是一个非典型的CC结构域。

进一步的研究表明,RXL和Pm5e倾向于形成异源多聚体复合物,且Pm5e的CC结构域可以与RXL的CC结构域竞争性相互作用,以特异性抑制由RXL的CC结构域引起的过敏反应。这使我们可以描绘这一NLR对的潜在调节机制。

“我们确定了两个紧密相关的NLR基因RXL和Pm5e,它们以平行方向运作,作为小麦抗白粉病的NLR对,这一对RXL/Pm5e的抗性作用已经通过突变、基因沉默和遗传分析得到确认。”研究的作者报道。

这项研究首次证明了NLR对在小麦抗病性中起着重要作用。它揭示了调节小麦抗白粉病的RXL/Pm5e分子机制,为理解小麦抗白粉病的抗性和育种提供了遗传资源。

总的来说,这项研究是全面的,使用了严格的RXL/Pm5e基因克隆和验证方法。

農業音響新聞
確認
繼續使用我們的網站即表示您同意我們處理 cookies 文件 以確保網站正常運行。
接受所有 cookies