小麥野生近緣種基因組“密碼”被破解

記者從山東農(nóng)業(yè)大學(xué)獲悉，該校農(nóng)學(xué)院教授孔令讓研究團隊首次組裝了小麥遠緣雜交常用物種中間偃麥草和鵝觀草染色體水平的高質(zhì)量基因組序列，解析了二者基因組結(jié)構(gòu)差異與獨立多倍化演化路徑，對兩者攜帶的抗小麥赤霉病基因Fhb7同源序列的功能與抗性效應(yīng)進行了研究，為小麥抗性遺傳改良及牧草育種提供了重要基因組資源和理論參考。相關(guān)成果近日發(fā)表于國際學(xué)術(shù)期刊《自然·通訊》。

赤霉病是影響小麥生產(chǎn)的重要病害之一，不僅降低小麥產(chǎn)量，其產(chǎn)生的嘔吐毒素還威脅食品安全，化學(xué)防治成本高且可能對環(huán)境造成污染。因此，選育和推廣抗病品種是更為經(jīng)濟有效的解決方案。

“小麥野生近緣種是遺傳改良的重要資源，中間偃麥草和鵝觀草作為重要的基因庫，攜帶抗病、抗逆等多種優(yōu)異基因?！笨琢钭尳榻B，“通過遠緣雜交將這些優(yōu)異基因?qū)朐耘嘈←?，是突破當前小麥育種中一些關(guān)鍵技術(shù)瓶頸的重要途徑，解析這些野生近緣種的基因組，對推動小麥種質(zhì)創(chuàng)新和保障糧食安全具有重要意義?！?/p>

為破解小麥野生近緣種基因組密碼，研究團隊以中間偃麥草和鵝觀草為材料，結(jié)合多種測序技術(shù)，成功組裝了這兩種植物染色體水平的高質(zhì)量基因組序列，揭示了其基因組結(jié)構(gòu)特征和演化機制。研究還發(fā)現(xiàn)，鵝觀草的St和H亞基因組的第七同源群染色體上分別攜帶小麥抗赤霉病基因Fhb7的同源基因，這些基因均表現(xiàn)出良好的赤霉病抗性，且同時表達這兩個基因可產(chǎn)生顯著的劑量效應(yīng)。

“未來，我們將重點開展這些抗性基因向主栽小麥品種的轉(zhuǎn)移與利用工作，通過建立高效的分子標記輔助育種體系，助力培育新一代抗病高產(chǎn)小麥新品種。這將有助于減少農(nóng)藥使用，提高小麥產(chǎn)量和品質(zhì)，對保障國家糧食安全、促進農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展具有重要意義?！笨琢钭屨f。（宋喜群 馮帆）