復旦大學緱金營老師

A. Plant Com | 中國農大/復旦大學緱金營教授揭示抑制小麥條銹病的新機制

中國農大/復旦大學緱金營教授在Plant Communications上發表的研究論文，揭示了抑制小麥條銹病的新機制。這項研究聚焦於小麥-條銹菌互作中活性氧的調控，通過揭示關鍵基因ZEP1的突變如何限制條銹菌的生長，為提高小麥耐受條銹病能力提供了新思路。通過人工變異資源的創制和關鍵突變位點的引入，緱金營課題組獲得了減緩條銹菌病害的優異變異（yellow rust slower, Yrs）。

研究人員通過分析yrs1突變體，發現ZEP1突變可以抑制條銹菌生長，促進入侵位點的活性氧積累，顯著提高小麥抗性。在田間測試中，這些變異的農藝性狀未顯著變化，但莖稈斷裂力顯著提高，顯示了同時提高小麥抗條銹病和抗倒伏的潛力。此外，研究人員還發現，成株高溫抗條銹病蛋白WKS1可以磷酸化ZEP1，體內外抑制ZEP1的酶活，導致其底物單氧離子的積累，直接轉化成過氧化氫，與WKS1抗病過程中的活性氧積累現象吻合。

通過對地方品種「河州大麥」和引進品種「甘肅96」的ZEP1基因啟動子的分析，研究人員發現多個單核苷酸突變，這些突變可以顯著提高抗病性。在雜交後代中，攜帶ZEP1基因啟動子優異變異的個體表現出更高的抗病性，為抗病、抗倒伏小麥育種提供了新的種質資源。通過利用天然變異、人工變異以及抗病蛋白WKS1抑制ZEP1，促進活性氧積累，抑制條銹菌，減少病害損失的策略，緱金營教授的團隊為提高小麥抗條銹病能力提供了新的途徑。

該研究不僅豐富了小麥抗條銹病中平行抗性的理論，而且揭示了一因多效的優異變異，為抗病、抗倒伏小麥育種挖掘了豐富的種質資源。研究的共同第一作者為復旦大學碩士研究生暢超艷和楊淑嫻，緱金營教授設計並全程指導了該工作。河南大學張學斌教授測定了ABA含量，北京大學現代農學院陳時盛研究員鑒定了廣譜抗病性。該工作得到了國家重點研發計劃、自然科學基金和河南大學作物逆境適應與改良國家重點實驗室開放課題的資助。