小麦抗病毒的古老根源被揭开

小麦中负责抵抗毁灭性病毒的基因的DNA序列已经被发现，为管理更具抗性的作物和维持健康的食物供应提供了重要线索。

美洲、亚洲、欧洲和非洲的小麦作物经常受到小麦黄色花叶病毒的蹂躏，因此对能够抵抗这种病毒的小麦品种或品种的需求量很大。

今天发表在《美国国家科学院院刊》上的研究发现，抗性基因起源于小麦的古代地中海野生植物亲戚。

研究首席研究员墨尔本大学Mohammad Pourkheirandish博士说：“这一发现可能有助于开发更具抗性的小麦品种，提高作物产量，并减少有害杀菌剂的使用。它还强调了保护生物多样性以保护粮食供应的必要性。

WYMV使粮食产量降低80%，造成重大经济损失。该病毒由一种土壤真菌宿主和传播，该真菌定植在小麦植物的根部，使小麦叶变色，并阻碍植物生长。

含有WYMV的微观真菌孢子可以在土壤中存活长达十年。虽然杀菌剂可以孢子并阻止传播，但杀菌剂处理既不具有成本效益，也不具有生态可持续性。

“可行的替代方案是选择性地培育或基因工程对WYMV具有抗性的小麦，”Pourkheirandish博士说。

“在这项研究之前，我们知道一种名为Ym2的显性基因将WYMV对小麦植物的影响降低了70%以上，但我们不了解该基因是如何实现这一目标的。

研究小组使用一种称为位置克隆的技术在面包小麦的染色体上定位Ym2基因，并发现其DNA序列编码称为NBS-LRR类型的蛋白质。这些蛋白质是检测病原体并引发植物免疫反应的“守护者”。

“现在我们知道了基因的DNA序列，即使没有病毒接种步骤，我们也可以通过简单地分析一小片叶子的DNA来选择携带Ym2的育种系，”Pourkheirandish博士说。

“这也将更容易在小麦的野生近缘种中找到Ym2的变体，这可能为进一步的作物改良提供卓越的抗病性。

现代小麦的DNA是嵌合的，这意味着它的遗传物质来自几种祖先植物，通过自然杂交或杂交，然后由人类进行选择性育种。

通过比较相关物种的DNA序列，研究人员发现现代面包小麦中的Ym2来自一种古老的野生植物，称为Aegilops sharonensis，原产于地中海东部国家。类似的基因也出现在面包小麦的另一个野生祖先Aegilops speltoides中。

“这些野生物种会在某个时候与栽培小麦杂交，并传递现在在商业上如此关键的遗传抗性，”Pourkheirandish博士说。

“祖先野生植物是有用性状的丰富来源，如抗病性，植物育种者和遗传学家可以挖掘这些性状来保护现代作物并保持健康的食物供应 - 包括面包，面，面条，蒸粗麦粉，糕点，蛋糕和其他我们许多人依赖和享受的小麦产品。

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