小麦赤霉病关键“感病开关”基因被发现

近日，中国农业科学院农业基因组研究所作物组学大数据与应用创新团队联合国内高校，发现小麦赤霉病关键“感病开关”基因，利用基因编辑敲除该基因后，创制出了既抗赤霉病又抗白粉病、且生长和产量不受影响的小麦新材料，为小麦抗病性改良提供了重要基因资源与技术路径。相关研究成果发表在《植物通讯（Plant Communications）》上。

小麦赤霉病是由禾谷镰刀菌引起的重要穗部病害，位居小麦病害之首。目前，小麦赤霉病主效抗性基因资源非常缺乏，仅有两个主效抗性位点被克隆。为了有效防治赤霉病，亟需挖掘新的赤霉病抗性调控基因。

研究团队在小麦中鉴定出关键的“感病开关”基因TaROD1，敲除该基因后，发现突变体对赤霉病的抗性显著增强，同时白粉病抗性也明显提高。更重要的是，在田间与温室条件下，突变体在株高、穗部性状、单株产量等关键农艺性状上与野生型无显著差异，实现了抗病不减产。进一步研究发现，该基因的缺失使小麦基础免疫处于“预激活”状态。在病原菌侵染时，突变体能够更快、更强地启动活性氧爆发和防御相关基因的表达，从而有效抑制病害发展。该研究为提升小麦赤霉病抗性提供了具有重要应用前景的基因资源与技术方案。

该研究得到中国农业科学院基础科学研究中心、国家重点研发计划及深圳市科技创新局等项目的资助。