兩種基因“組團守護”！中國科學家揭開小麥抗病背后的秘密

記者從中國科學院遺傳與發(fā)育生物學研究所獲悉，該所植物免疫團隊和合作者通過研究揭示了麥類作物串聯(lián)激酶抵御病原菌入侵的全新免疫機制，突破了植物免疫領域內對串聯(lián)激酶作用機制的認知，填補了植物串聯(lián)激酶免疫調控途徑的空白，為作物廣譜多抗品種精準設計奠定了理論和應用基礎。該成果北京時間3月28日在國際學術期刊《科學》發(fā)表。

串聯(lián)激酶是近年來在小麥和大麥中發(fā)現(xiàn)的一類新型抗病蛋白，由兩個或多個激酶結構域串聯(lián)而成。然而關于串聯(lián)激酶這類新型抗病蛋白存在許多懸而未決的科學問題，例如串聯(lián)激酶的不同激酶結構域在作物抗病免疫反應中分別扮演什么樣的角色？串聯(lián)激酶通過什么免疫途徑激活作物的抗病反應？

小麥抗病基因WTK3的高產抗病新種質

圖片來源：央視新聞

據(jù)了解，蛋白質WTK3是一種串聯(lián)激酶，之前科研人員在中國特有的小麥地方品種中發(fā)現(xiàn)了它的抵抗白粉病的作用，但是科學家們一直不知道它是如何抵抗白粉病的。中國科學院遺傳與發(fā)育生物學研究所劉志勇研究員領導的植物免疫團隊通過植物免疫學、生化實驗、電生理實驗和進化分析等多種方法，發(fā)現(xiàn)基因WTN1是串聯(lián)激酶WTK3發(fā)揮抗病作用的重要幫手，WTK3和WTN1攜手發(fā)揮抗病作用的新機制。小麥中的WTK3和WTN1基因在進化過程中形成了緊密的合作關系，共同幫助小麥抵抗病原菌的入侵。另外，科研團隊還發(fā)現(xiàn)WTK3不僅抗白粉病，還對麥瘟病有抗性，所以WTK3這種串聯(lián)激酶具有廣泛抗性。

這項研究成果有望解決我國小麥主產區(qū)缺乏廣譜抗白粉病基因資源的問題，同時為防控麥瘟病提前建立潛在的遺傳屏障，為我國農業(yè)可持續(xù)發(fā)展和產業(yè)升級提供重要的理論和技術支持。（帥俊全 褚爾嘉）