来源:科学网 www.sciencenet.cn 发布时间:2017/6/15 13:51:34
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韩方普实验室小麦赤霉病育种取得重要进展

 

小麦赤霉病是全世界非常严重的病害,在小麦开花时温暖、潮湿的地区均有发病报道。历史上报道长江中下游冬麦区是我国小麦赤霉病传统的流行和高发主要地区,江苏、安徽、河南、湖北、黑龙江及新疆均有大流行发生,严重年份颗粒无收。近年来由于气候变化和耕作制度的改变,赤霉病发病范围正在向黄淮麦区持续扩大。小麦赤霉病由镰刀菌侵害引起,染病小麦不仅大幅减产甚至绝收,还会产生以脱氧雪腐镰刀菌烯醇(即DON)为主的真菌毒素。食用病麦制成的面粉会发生眩晕、发烧、恶心、腹泻等急性中毒症状,严重时会引起出血,影响免疫力和生育力等健康损害。DON毒素作为国际公认的第三类致癌物,各国都严格限制其在食品中的含量。目前生产上推广的商业品种大部分高感赤霉病,江苏省早年育成的苏麦三号是全世界赤霉病抗性最强的小麦品种,可是由于它的亲本均是感病品种,育种家和遗传学家通过长期不懈的努力,尚未选育成功含有苏麦三号良好抗性的新品种。

韩方普实验室长期从事小麦远缘杂交与染色体工程研究,利用野生基因进行小麦改良,对多倍体形成及染色体稳定、着丝粒功能进行了系统的研究,并建立染色体研究技术体系(Guo et al. 2014, Plant Cell; Guo et al. 2016, PLOS Genetics; Yuan et al. 2015, New Phy)。 实验室利用从国外引进的小麦野生基因资源,系统进行小麦远缘杂交和抗性资源筛选工作(Wang et al. 2017, Plant J; Guo et al. 2015, JGG),2001年以早年创制的六倍体小偃麦为研究材料(Han and Li,1993,JGG),发现高抗赤霉病的新基因位于二倍体长穗偃麦草的第七同源群的染色体臂上(Fu et al. 2012, JGG)。从2011年开始,实验室全体成员齐心协力,连续5年采用花粉辐射技术建立近1000个易位系,从中发现81份高抗小麦赤霉病的易位系,经过回交转育和接种鉴定,获得27份稳定的抗性新材料,经过产量及品比实验后,于2017年在安徽省种植表现为田间赤霉病抗性稳定。这些农艺形状优良、赤霉病抗性达到和超过苏麦三号的新品系有望对我国及全世界小麦育种发挥重要作用。

在2017年6月12日中国科学院遗传与发育生物学研究所召开的主要作物染色体工程育种讨论会上,韩方普研究员向参加会议的曹晓风院士、何奕坤教授、王天宇研究员、郭天财教授、王涛研究员、沈前华研究员、王永红研究员等“主要作物染色体工程育种”项目专家组成员,以及主要从事作物染色体细胞工程育种工作的科研人员详细介绍了这项重要研究进展。

本项工作得到科技部863重大项目、主要农作物育种专项和中科院战略性先导专项的支持。本项目染色体研究的技术研发及赤霉病抗病基因编辑及基因克隆工作得到基金委重点项目部分支持。

 
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