复旦大学缑金营老师

A. Plant Com | 中国农大/复旦大学缑金营教授揭示抑制小麦条锈病的新机制

中国农大/复旦大学缑金营教授在Plant Communications上发表的研究论文，揭示了抑制小麦条锈病的新机制。这项研究聚焦于小麦-条锈菌互作中活性氧的调控，通过揭示关键基因ZEP1的突变如何限制条锈菌的生长，为提高小麦耐受条锈病能力提供了新思路。通过人工变异资源的创制和关键突变位点的引入，缑金营课题组获得了减缓条锈菌病害的优异变异（yellow rust slower, Yrs）。

研究人员通过分析yrs1突变体，发现ZEP1突变可以抑制条锈菌生长，促进入侵位点的活性氧积累，显著提高小麦抗性。在田间测试中，这些变异的农艺性状未显著变化，但茎秆断裂力显著提高，显示了同时提高小麦抗条锈病和抗倒伏的潜力。此外，研究人员还发现，成株高温抗条锈病蛋白WKS1可以磷酸化ZEP1，体内外抑制ZEP1的酶活，导致其底物单氧离子的积累，直接转化成过氧化氢，与WKS1抗病过程中的活性氧积累现象吻合。

通过对地方品种“河州大麦”和引进品种“甘肃96”的ZEP1基因启动子的分析，研究人员发现多个单核苷酸突变，这些突变可以显著提高抗病性。在杂交后代中，携带ZEP1基因启动子优异变异的个体表现出更高的抗病性，为抗病、抗倒伏小麦育种提供了新的种质资源。通过利用天然变异、人工变异以及抗病蛋白WKS1抑制ZEP1，促进活性氧积累，抑制条锈菌，减少病害损失的策略，缑金营教授的团队为提高小麦抗条锈病能力提供了新的途径。

该研究不仅丰富了小麦抗条锈病中平行抗性的理论，而且揭示了一因多效的优异变异，为抗病、抗倒伏小麦育种挖掘了丰富的种质资源。研究的共同第一作者为复旦大学硕士研究生畅超艳和杨淑娴，缑金营教授设计并全程指导了该工作。河南大学张学斌教授测定了ABA含量，北京大学现代农学院陈时盛研究员鉴定了广谱抗病性。该工作得到了国家重点研发计划、自然科学基金和河南大学作物逆境适应与改良国家重点实验室开放课题的资助。