- 新研究发现玉米基因组可同时对付多种病原体
编译 / Cam 排版 / 小助手
在不断变化的气候中，玉米种植者需要做好一切准备，包括新的和不断变化的病害动态。由于无法预测某一年会出现哪种破坏性病害，因此对多种病害具有抗性的玉米将是种植者的巨大胜利。现在，伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校的研究人员正在推动该行业向这一目标靠近。
戈氏枯萎病 （Goss’s wilt ，一种细菌性病害）和灰斑病、大斑病和小斑病对美国中西部地区的种植者非常重要，在某些情况下对全球种植者也非常重要。这项发表在《G3 基因组遗传学》（G3 Genes|Genomes|Genetics ）上的研究揭示了与这四种病害抗性相关的基因组区域。
△蒂芙尼-贾曼站在玉米植株间蒂芙尼-贾曼
"我们不仅发现了基因组中赋予每种病害抗性的区域，还鉴定出了少数几个对所有病害都有抗性的实验玉米品系。这项新研究的资深作者、伊利诺伊大学农业、消费与环境科学学院（ACES）作物科学系副教授蒂芙尼-贾曼（Tiffany Jamann）说："这些发现应该有助于业界同时开发出具有抗多种病害能力的材料。
研究小组在抗病玉米品系和易感玉米品系之间进行了几次战略性杂交，使他们能够将抗病特征映射到基因组中的特定位置。目前，这些区域相当大，由数百个基因组成。如果有特定的基因具有超常效应，它们还没有被识别出来。
不过，确定重要的区域还是很有帮助的，因为抗病性很少只取决于一个基因。事实上，多个基因共同作用的叠加效应或定量效应意味着更持久的抗病性。如果病原体找到了绕过特定抗性机制的方法，就会有后备力量。有趣的是，这种持久性甚至可以对抗不同的病原体群。
"我们发现了 19 个与戈斯枯萎病（Goss’s wilt ）细菌抗性相关的区域。其中有几个区域还涉及对真菌病原体的抗性，"贾曼说。"因此，利用相同的基因区域同时培育对多种病害的抗性是可能的。
真菌和细菌在生物学上有很大不同，但它们都必须想方设法进入植物体内，在植物体内游走并繁殖。贾曼说，抗病基因有可能引发植物脉管的变化，使这两种病原体更难移动，但她还不能准确说出基因是如何帮助植物保护自己的。不过，得益于 2022 年美国国家科学基金会（National Science Foundation）的资助，她正在努力研究。
虽然该团队鉴定出了三个对所有四种病害都有抗性的玉米品系，但种植者还需要一段时间才能购买到这项工作成果的多重抗性玉米种子。首先，贾曼的团队将对这项研究中强调的区域进行精细测绘，以找到任何主要的影响基因，然后将这些信息传递给育种者，让他们开发出坚韧的新杂交种。不过，贾曼说，多重抗性已经在路上了。
这项题为 "Identification of loci conferring resistance to four foliar diseases of maize "的研究发表在《G3 基因组遗传学》（G3 Genes|Genomes|Genetics ）上 [DOI: 10.1093/g3journal/jkad275]。作者包括 Yuting Qiu、Pragya Adhikari、Peter Balint-Kurti 和 Tiffany Jamann。本研究得到了美国农业部哈奇项目 ILLU-802-985 和美国国家科学基金会第 2154872 号奖励的支持。本资料中表述的任何观点、发现、结论或建议均为作者个人观点，不代表美国国家科学基金会的观点。
source：University of Illinois
