我国科学家在小麦感条锈病机制及广谱抗病材料创制领域取得重大突破

7月14日晚间，国科感条国际顶级期刊Cell（《细胞》）在线刊发西北农林科技大学植物免疫团队历经18年的学家小麦锈病研究成果——发现了小麦中协助条锈菌感染的“真凶”感病基因，并通过敲除感病基因，机制及广使得小麦不易遭受条锈菌的谱抗破侵染，开辟了抗病小麦育种的病材新思路和新途径。

小麦是料创世界种植最广泛的禾谷类作物之一，为全球超过25亿人口提供主食，制领是得重大突最重要的粮食作物。然而，国科感条病虫害常造成小麦产量重大损失，学家小麦锈病严重威胁着粮食安全。机制及广小麦条锈病是谱抗破气传性的真菌病害，具有易传播流行特性，病材是料创小麦头号重大生物灾害，在全世界小麦种植区均有发生。制领我国一直是发病最重的区域，防治后仍累计损失小麦产量138亿公斤，被称为小麦的“癌症”，所以条锈病被农业农村部列为一类农作物病害。

小麦条锈病因条锈菌而发病传播。条锈菌是一种活体营养寄生的真菌，须依赖活体小麦才能生存。植物免疫团队聚焦小麦条锈菌活体营养寄生特性，挖掘出全球首个被病菌毒性蛋白利用的小麦感病基因TaPsIPK1——编码胞质类受体蛋白激酶。感病基因负调控小麦的基础免疫，能够被条锈菌分泌的毒性蛋白PsSpg1劫持，从细胞质膜释放进入细胞核，在细胞核操纵转录因子TaCBF1，抑制抗性相关基因的转录，增强TaPsIPK1的转录水平，放大TaPsIPK1介导的感病效应，促进小麦感病。成果系统揭示了PsSpg1-TaPsIPK1-TaCBF1d的磷酸化与转录调控级联途径介导的感病机制。并利用基因编辑技术精准敲除感病基因，破坏了毒性蛋白和感病基因的识别和互作，实现了小麦对条锈病的广谱抗性。在大田试验中，小麦编辑品系在保持作物主要性状品质的前提下，展现出了高抗条锈病的特点，具有很好的应用潜力。

小麦感病基因的发现及机理研究兼具理论性突破和生产应用价值，是实现种源自主可控，提升种业原始自主创新能力的跨越性突破。其重大意义在于一是植物与病原菌互作领域的重大突破，标志着我国在该领域迈出了一大步，处在了世界领先水平。二是打破了目前小麦主要利用抗病基因育种的传统思路，丰富了抗病育种可利用的基因类型，开辟小麦生物育种新途径，为我国现代生物育种和病害绿色防控提供了科技支撑。

（总台记者 李志 甘志庆）