近日，中国农业科学院作物科学研究所小麦大麦优异种质资源发掘与创新利用创新团队成功证实了首个小麦隐性抗病毒基因，对土壤传播的小麦黄花叶病具有抗病性。相关研究成果于1月28日发表在《新植物学家（New Phytologist）》杂志上。
据杨平研究员介绍，黄花叶病是小麦、大麦等麦类作物的主要病毒病害。专性寄生的植物病毒必须依赖宿主因子辅助完成病毒自身的生命过程，编码宿主因子的基因突变或者缺失，可赋予植物对病毒的隐性抗病性。普通小麦是异源六倍体植物，彼此序列高度相似且功能冗余。推测多倍体物种中同源基因的功能冗余，掩盖了单个或部分同源基因变异引起的抗病遗传效应，使得多倍体物种中隐性抗病毒基因少有报道。
该团队通过基因编辑技术创制了TaPDIL5-1在A、B、D亚基因组上的小麦基因编辑材料。通过人工杂交和分子标记辅助选择，构建了TaPDIL5-1三个拷贝均被编辑的三突变体株系，以及分别敲除单个或者两个拷贝的单、双突变体株系。接种病毒发现，三突变体材料表现出对小麦黄花叶病毒的完全抗病性，单突变体或双突变体仍感病。且三突变体材料与未编辑的野生型比较，株高、抽穗期、穗长、穗数、穗粒数、穗密度、粒长、粒宽、千粒重等九个农艺性状均没有显著差异。由此证实，TaPDIL5-1作为感病宿主因子参与小麦黄花叶病毒感染，通过基因编辑主栽小麦品种中该基因，可以改良品种对小麦黄花叶病的抗病性。文章评审专家认为该研究克隆了首个小麦抗病毒基因，也证实通过基因编辑技术可以创制隐性抗病毒材料，为多倍体物种中隐性抗病基因的发掘和创新利用提供了新路径。
作科所阚金红助理研究员和已毕业硕士生蔡羽为论文共同第一作者，杨平研究员为通讯作者。该工作得到了国家重点研发计划、国家自然科学基金、中国农业科学院科技创新工程和基本科研业务费等项目的资助。
原文链接：https://nph.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/nph.18002
图1编辑小麦基因TaPDIL5-1的三个同源拷贝赋予小麦对黄花叶病的遗传抗病性
图2小麦TaPDIL5-1基因编辑植株的农艺性状统计
日期：2022-02-06
