6月9日，現(xiàn)代農(nóng)學(xué)院戎均康教授與中國(guó)科學(xué)院遺傳與發(fā)育生物學(xué)研究所劉志勇研究員領(lǐng)銜的植物免疫團(tuán)隊(duì)合作在《Nature Genetics》（IF=31.8）以長(zhǎng)文形式發(fā)表題為《An atypical NLR pairTdCNL1/TdCNL5from wild emmer confers powdery mildew resistance in wheat》（《野生二粒小麥非典型NLR基因（TdCNL1/TdCNL5）協(xié)同調(diào)控小麥白粉病抗性》）的研究論文。
小麥白粉病是全球范圍內(nèi)分布最為廣泛且危害嚴(yán)重的葉部病害之一，利用寄主抗性是控制小麥白粉病最可持續(xù)的策略。在小麥及其野生近緣種中，已發(fā)現(xiàn)了100多個(gè)抗白粉病基因/等位基因，其中有20個(gè)基因已被克隆，大部分編碼NLR免疫受體。抗白粉病基因Pm26是戎均康教授在2000年發(fā)現(xiàn)并將其定位在野生二粒小麥（WEW，Triticum dicoccoides，AABB，2n = 4× = 28）品系 TTD140 的 2B 染色體短臂上。野生二粒小麥品系 IW170 的 2BS 染色體臂上也存在一個(gè)不完全顯性抗白粉病基因MlIW170，比較基因組學(xué)分析將MlIW170定位到一個(gè)0.16 cM的遺傳區(qū)間，與Pm26緊密連鎖或等位，但它們的確切關(guān)系仍不清楚。
發(fā)表在《Nature Genetics》上的研究論文，揭示了野生二粒小麥來(lái)源的一對(duì)非典型的遺傳連鎖NLR(nucleotide-binding and leucine-rich repeat)基因TdCNL1和TdCNL5賦予MlIW170/Pm26位點(diǎn)對(duì)白粉病的抗性。圖位克隆和PacBio HiFi長(zhǎng)讀長(zhǎng)測(cè)序揭示，TdCNL1編碼了具有鉀依賴(lài)性鈉鈣交換器整合結(jié)構(gòu)域（新型ID）的非典型CNL蛋白，而TdCNL5編碼一個(gè)典型的CNL蛋白。突變體和病毒誘導(dǎo)基因沉默實(shí)驗(yàn)表明，TdCNL1或TdCNL5基因功能喪失或基因沉默均導(dǎo)致抗性喪失。單獨(dú)轉(zhuǎn)入TdCNL1或同時(shí)轉(zhuǎn)入TdCNL1/TdCNL5的轉(zhuǎn)基因植株表現(xiàn)出抗性，而僅含有TdCNL5的轉(zhuǎn)基因植株則表現(xiàn)感病。研究結(jié)果揭示TdCNL1/TdCNL5二者在白粉病抗性表型中呈現(xiàn)功能互補(bǔ)性。從地理分布上看，MlIW170/Pm26僅存在于少數(shù)以色列南部野生二粒小麥種群中。該項(xiàng)工作發(fā)現(xiàn)了野生二粒小麥NLR pair協(xié)同調(diào)控白粉病抗性新范式，拓展了小麥NLR抗病蛋白抵御病原菌的科學(xué)認(rèn)知，豐富了小麥抗病基因庫(kù)，為廣譜多抗品種精準(zhǔn)設(shè)計(jì)奠定了理論和應(yīng)用基礎(chǔ)。
浙江農(nóng)林大學(xué)為該論文共同通訊作者單位，現(xiàn)代農(nóng)學(xué)院戎均康教授與中國(guó)科學(xué)院遺傳與發(fā)育生物學(xué)研究所劉志勇研究員、浙江省農(nóng)科院/湘湖實(shí)驗(yàn)室華為副研究員為共同通訊作者。
論文鏈接：https://doi.org/10.1038/s41588-025-02208-z
（農(nóng)學(xué)院 楊蕾）
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