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我校苟明月教授与中国农业大学、西北农林科技大学专家联合综述植物数量抗病性遗传基础和分子机制

时间:2022-12-05 10:12:55 来源:JIPB  阅读:

病害是影响农作物产量和品质的重要因素,培育抗病品种是解决这一问题的根本途径。解析作物抗病遗传基础,挖掘抗病基因,阐明抗病机制是抗病分子育种成功的关键。数量抗病性(quantitative disease resistance,QDR)又称不完全抗性或部分抗性,通常由多个数量性状位点(quantitative trait loci,QTL)控制,遗传基础复杂,每个位点表现较小的遗传效应,受环境影响大,对病原菌的选择压力较轻。因此,聚合众多数量抗病基因的作物品种往往更具有高抗、广谱和持久的特性,在农业生产中被广泛利用。

JIPB近日在线发表了bet356官网在线-主页欢迎您苟明月教授/中国农业大学徐明良教授/西北农林科技大学杨琴教授联合撰写的题为“Quantitative disease resistance: Multifaceted players in plant defense”的综述性文章(https://doi.org/10.11‍1‍1/jipb.‍13419)。该论文对已克隆的植物数量抗病基因进行了系统总结,揭示这些基因所参与的多个生物学过程与防御途径,包括免疫信号识别、信号转导、植物激素、代谢物转运与合成、表观调控等典型途径(图1),以及囊泡转运、分子伴侣等其它“非典型“途径。此外,论文还讨论了数量抗病基因潜在的调控网络、进化方式及其在作物抗病育种中的利用策略。

图1.植物数量抗病基因参与的防御途径

苟明月课题组主要从事玉米广谱抗病性及细胞壁合成机制研究工作。解析了CPR30/CPR1、BON1、MYB107、MSBP、CB5D等基因参与植物自免疫及细胞壁合成调控的新机制(Gou et al., Plant J, 2012; Gou et al., Plant Physiol, 2015; Gou et al., Plant Physiol, 2017;Gou et al., Nat Plants, 2018; Gou et al., Plant Cell, 2019)。近年来在玉米南方锈病、弯孢叶斑病等玉米病害广谱抗性研究中取得进展(Mu et al., Crop J, 2022; Li et al., J Exp Bot, 2022)。

杨琴课题组长期从事玉米数量抗病性遗传基础解析及抗病基因功能研究工作。围绕玉米茎腐病、小斑病和灰斑病,开展抗性QTL的精细定位和基因挖掘,克隆了可同时控制玉米开花期和茎腐病抗性的主效位点qRfg1-ZmCCT (Yang et al., PNAS, 2017; Yang et al., New Phytol, 2017),克隆多抗玉米小斑病和灰斑病的qMdr9.02-ZmCCoAOMT2(Yang et al., Nat Genet, 2017),揭示了玉米适应不同病原菌的遗传基础。近期,课题组克隆了玉米小斑病感病基因ChSK1(Chen et al., New Phytol, 2022, Accepted)。

徐明良课题组在玉米数量抗病基因克隆、抗病机制研究及抗病分子育种中等方面取得一系列成果。先后克隆玉米抗丝黑穗病基因ZmWAK (Zuo et al., Nat Genet, 2015);抗茎腐病基因ZmCCT(Yang et al., New Phytol, 2017)、ZmAuxRP1(Ye et al., Mol Plant, 2019);抗甘蔗花叶病病毒基因ZmTrxh(Liu et al., Mol Plant, 2017)、ZmABP1(Leng et al., Mol Plant, 2017);抗粗缩病基因ZmGDIα-hel(Liu et al., Nat Commun, 2020)等,获批发明专利多项。

bet356官网在线-主页欢迎您苟明月教授为论文的第一作者,西北农林科技大学杨琴教授和中国农业大学徐明良教授为本论文共同通讯作者,美国北卡罗莱纳州立大学Peter Balint-Kurti教授也参与了该综述写作。该研究得到了国家自然科学基金、国家重点研发计划、河南省杰出青年科学基金、陕西省重点研发计划等项目资助。

论文链接: https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1111/jipb.13419

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