英国科学家研究发现,大麦等谷类植物经常感染的白粉病其病菌基因组内存在着大量寄生基因“转座子”,这是白粉病具有很强适应能力并能破坏植株免疫系统的“元凶”。这一重大发现对进一步掌握植物病虫害的演变、研制预防白粉病等传染病的新型农业技术具有十分重要的意义。
这一研究成果发表在最新出版的《科学》杂志上。
伦敦帝国理工大学生命科学系彼得罗·施潘博士领导的这一研究对大麦白粉病菌进行了基因组解码,结果表明白粉病之所以进化如此之快是因为其基因组内存在被称为“转座子”的寄生基因,这些基因改变了寄主植株用来侦察病害袭击的分子,让植株识别病菌的能力发生混乱。转座子是一类在细菌的染色体、质粒或噬菌体之间自行移动的遗传成分,是基因组中一段特异的具有转位特性的独立DNA序列,可以通过切割、重新整合等一系列过程从基因组的一个位置“跳跃”到另一个位置。
施潘博士说:“白粉病菌内转座子的数量大得惊人。一般来讲,基因组都会尽量将转座子维持在可控范围内。但是在白粉病菌中转座子突破了基因组的控制,使病菌能更迅速地适应植株的变化并破坏其免疫系统。”
大麦是许多主食的主要原料,也是酿造业和麦芽行业的核心原料。在北欧,水果、蔬菜和谷类作物受白粉病侵害严重,被感染的植株茎叶上布满了白粉状的霉点,致使农作物无法结实,农产品减收。确保农作物远离病害对保证食品安全和粮食产量具有十分重要的意义。
“有了这些对病菌基因组的认识,我们能很快确定哪个基因发生了变异。这项研究有助于科学家们控制新兴流行病的传播和真菌的进化。我们会在此基础上研究出更加有效持久的控制措施。”施潘博士说。(生物谷Bioon.com)
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澳大利亚科学家开发抗白粉病大麦品种
澳大利亚腐生性真菌研究中心(ACNFP)的育种专家目前正在开发一类对白粉病具有抗性的新型大麦品种。白粉病是西澳州大麦面临的最严重的一种病害,由Blumeria graminis hordei真菌引起,仅在西澳州每年引起的损失就达3300万美元。
之前研究人员曾发现mlo基因能使作物对这一病害产生抗性,但由于它可能导致作物减产,所以育种人员没有将其引入到新品种中。其它方法产生的抗性往往也会在短短几年内被破坏。目前ACNFP的科学家正努力寻找一些代替基因,希望这些基因能使新品种对白粉病具有不同的抗性形式。科学家们建议农民采用综合办法来防治这种病害,包括使用抗性品种及杀菌剂。
这一项目由谷物研究与开发公司(GRDC)资助,项目负责人Richard Oliver说:“种植者目前仅依赖于单一的杀菌剂,这种作法十分危险,寻找抗击大麦白粉病的新方法具有尤为重要的意义。”