4月10日，國際知名學術期刊《科學》（Science）在線發表文章稱，來自中國的山東農業大學科研團隊經過長期努力，首次從小麥近緣植物長穗偃麥草中克隆出抗赤黴病基因Fhb7，並揭示了其抗病分子機制。攜帶該基因的材料已被多家單位用於小麥育種，表現出穩定的赤黴病抗性。這一發現為解決小麥赤黴病這一世界性難題找到了關鍵“鑰匙”。
小麥赤黴病
小麥赤黴病是全球小麥生產中面臨的重大病害，也是威脅世界糧食生產和食品安全的重大難題。該病由鐮刀菌屬真菌侵染而產生，可導致小麥減產10%—20%，嚴重時達80%—90%，重病田可致絕收。感染赤黴病的小麥籽粒乾癟，澱粉與蛋白質含量降低，出粉率降低，溼麵筋含量減少。更為重要的是，其產生的嘔吐毒素嚴重汙染食品和飼料，被世界衛生組織定為天然存在的最危險的食品汙染物，可引起人畜中毒。嘔吐毒素同時可在人和哺乳動物體內逐漸積累，誘發免疫功能下降等慢性毒副作用。
據中國工程院院士、長期致力於小麥赤黴病研究的作物遺傳育種學家程順和介紹，小麥赤黴病是世界範圍內極具毀滅性且防治困難的真菌病害，培育與利用抗病品種是首要選擇。但是，受制於理論認知和技術水平，半個多世紀以來，關於赤黴病的研究全球鮮有突破性進展，特別是小麥種質資源中可用的主效抗赤黴病基因非常稀少。
孔令讓教授及部分團隊成員
該團隊負責人、山東農業大學孔令讓教授向記者介紹，經過20年持續研究，我們發現小麥近緣植物長穗偃麥草7E染色體長臂末端攜帶抗赤黴病主效基因，並在國際上統一命名為Fhb7。歷經抗病基因初定位、精細定位、圖位克隆、抗病分子機制解析等長期探索，團隊最終成功將該基因轉移至小麥品種，並明確了其在小麥抗病育種中的穩定抗性和應用價值。研究同時表明，Fhb7基因對很多鐮刀菌屬病原菌具有廣譜抗性，攜帶該基因的小麥品系在抗赤黴病的同時，對小麥另一重大病害莖基腐病也表現出了明顯抗性。
Fhb7的跨物種轉移和抗赤黴病分子機理
記者瞭解到，幾年來，科研團隊已將攜帶Fhb7基因的小麥種質材料分發到30多家育種單位，用於小麥赤黴病抗性的遺傳改良，並在山東、河南、江蘇、安徽等小麥主產區進行了廣泛試驗。表型調查發現，在多種遺傳背景下，Fhb7基因能顯著提高小麥對赤黴病的抗性，同時對產量無負面影響。目前，攜帶Fhb7基因的多個小麥新品系已經進入國家、安徽省、山東省預備試驗和區域試驗，並被納入我國小麥良種聯合攻關計劃，為從源頭上解決小麥赤黴病問題提供瞭解決方案。
抗赤黴病基因Fhb7的轉移利用
“該研究成果同時表明，Fhb7基因可以有效分解嘔吐毒素，產生解毒效應，這一特性有望在糧食深加工和飼料工業中得到廣泛應用。”美國國家科學院院士、北京大學現代農業研究院首席科學家鄧興旺告訴記者。Fhb7基因的發現和抗病機制解析對水稻、玉米等作物育種同樣具有重要意義。中國工程院院士、“雜交水稻之父”袁隆平表示，Fhb7基因是禾穀類作物種質改良和創新的難得基因，其在育種領域的推廣應用，將有力提升我國農作物種質資源創新水平，為產業提質增效、確保國家糧食安全提供重要保障。
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