研究發現小麥白粉病抗性基因

南京農業大學作物遺傳與種質創新國家重點實驗室陳佩度教授領導的研究小組發現了簇毛麥抗白粉病基因Pm21中的一個關鍵成員Stpk-V，此基因賦予了小麥白粉病抗性。該研究結果發表在最新一期的《國家科學院院刊》（PNAS）雜志上。

小麥白粉病是由白粉菌引起的世界性真菌病害，而培育抗性品種是控制白粉病的有效途徑。

文章的通訊作者，陳佩度教授長期從事小麥遺傳育種的科研工作，他曾將簇毛麥抗白粉病基因Pm21定位于6V染色體短臂上，并將6VS·6AL易位系引入小麥，賦予了持久、廣譜的白粉病抗性。

然而，Pm21很難進行分子遺傳定位，因為6VS與6AS不配對。而且，簇毛麥的所有已知種質都對白粉菌有免疫力。Pm21依然被細胞遺傳學定義為一個基因座。

在本研究中，陳佩度教授領導的研究小組利用分子和細胞遺傳學技術，克隆并鑒定出Pm21基因的關鍵成員——絲氨酸和蘇氨酸蛋白激酶基因Stpk-V.Stpk-V位于Pm21基因座上。單細胞瞬時表達分析的結果表明此基因能夠顯著降低吸器指數。

將Stpk-V轉化到一種易感的小麥品種Yangmai158后，這種轉基因植物表現出高且光譜的白粉病抗性，與T6VS𔅚AL類似。在T6VS𔅚AL和簇毛麥中，Stpk-V基因的沉默使得易感性增加。

此外，研究人員還發現，Stpk-V可通過Bgt和外源H2O2誘導，同時它也調節內源H2O2的增加，使得植物被Bgt攻擊后細胞死亡。

作者在文中提到，在后續研究中，他們將利用內源啟動子評估Stpk-V的功能，并關注Stpk-V與其他易感品種中同源基因的多態性。同時，他們還想確定Pm21基因座上有多少個基因以及Stpk-V是否是賦予抗性表型所必需的唯一基因。