十字花科作物根腫病防治獲突破

本報武漢9月7日電 記者張鋭、王建宏 日前從中國農業科學院油料作物研究所獲悉，該所研究團隊於國際學術期刊《自然·遺傳學》在線發表重大研究成果——在國際上首次揭示了油菜、白菜、甘藍等十字花科作物中存在由一種感病基因介導的根腫病隱性廣譜抗性及其作用機制，這為十字花科作物根腫病廣譜抗性改良和高效持久防控提供了關鍵基因、技術支撐和理論基礎。

中國農科院油料所油料作物基因組學與抗病性改良創新團隊首席科學家劉立江介紹，根腫病是由原生動物病原根腫菌引起的十字花科作物共性、重大、毀滅性土傳病害，被稱為十字花科作物“癌症”。發掘和利用抗根腫病基因資源進行抗病育種是控制十字花科作物根腫病最經濟有效的措施。但由於根腫病抗源單一、抗病位點或基因抗譜狹窄、抗病育種週期長、抗病品種抗性喪失快，根腫病高效持久防控成為一個世界性難題。

通過多年攻關，科研人員在油菜、白菜、甘藍等十字花科作物中鑑定出協助根腫菌侵染的“真兇”——感病基因GSL5。該基因被根腫菌效應蛋白劫持和利用，從而關閉抗病通路促進根腫菌侵染。通過基因編輯技術在多個作物中敲除該基因，植物可響應根腫菌侵染而重啓被關閉的抗病通路，從而創制出對根腫菌不同生理小種具有廣譜高抗或免疫的油菜、白菜、甘藍等作物新種質。田間試驗表明，敲除這一基因對油菜生長發育和油菜籽產量無影響。

據悉，該項成果是十字花科作物感病基因鑑定與利用方面的原創性重大成果，打破了目前油菜、白菜、甘藍等十字花科作物主要通過種間（內）雜交進行根腫病抗病育種的傳統思路，開闢了以基因編輯技術為代表的十字花科作物根腫病抗性改良生物育種新途徑，實現了十字花科作物根腫病廣譜抗性改良和高效持久防控理論和技術的重大突破，為保障我國優異基因和種源自主可控提供了有力科技支撐。