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收获野生基因使作物重新产生抗病性
来源:中国科学院文献情报中心 发布时间:2019-06-19

这种方法可以廉价快速地转移抗病基因。

一个全球研究者联盟开创了一种新方法,快速从野生植物中获取抗病基因,并将其转到家养作物。这项技术有望彻底改变全球粮食供应中抗病品种的开发。

这项名为AgRenSeq的技术是由英国John Innes Centre的科学家与澳大利亚和美国的同事合作开发的,今天在《自然生物技术》上发表。

这一结果加速了对抗威胁全球粮食作物的病原体的斗争,包括小麦、大豆、玉米、大米和马铃薯,它们构成了人类饮食中大量的谷物。

悉尼农业学院和生命与环境科学学院的Harbans Bariana教授是谷物锈病遗传学的全球专家,也是该论文的合著者。

他说:“这项技术将支持对植物抗病性新来源的快速跟踪发现和特征描述。”

目前的研究建立在Bariana教授与CSIRO和John Innes Centre以前的合作工作的基础上。它使用了两个由这个国际小组克隆的小麦基因作为对照,Bariana教授对这项研究进行了表型评估。

AgRenSeq让研究人员搜索在现代作物野生亲缘中发现的抗性基因库,以便快速识别与抗病能力相关的序列。

从那里,研究人员可以利用实验室技术克隆这些基因,并将它们引入国内优质作物品种中,以保护它们免受锈菌、白粉病和黑森瘿蚊等病原体和害虫的侵害。

John Innes Centre的作物遗传学项目负责人、该研究的主要作者Brande Wulff博士说:“我们已经找到了一种方法,可以扫描作物野生亲缘植物的基因组,找出我们需要的抗性基因,并且我们可以在创纪录的时间内完成这项工作。这个过程过去需要10到15年的时间,就像大海捞针一样。

“我们已经完善了这种方法,这样我们就可以在几个月内克隆出这些基因,只需几千美元,而不是数百万美元。”

这项研究表明,AgRenSeq已经成功地在小麦的一个野生亲戚身上进行了试验,研究人员在数月内鉴定并克隆了4个对毁灭性茎锈病病原体的抗性基因。使用传统方法,这个过程很容易需要十年时间。

野生小麦的研究正被用作概念的证明,为保护许多有野生亲缘关系的作物(包括大豆、豌豆、棉花、玉米、土豆、小麦、大麦、大米、香蕉和可可)的方法做准备。

现代优质作物在寻求更高的产量和其他理想的农艺性状时,失去了许多遗传多样性,尤其是抗病性。

从野生亲缘植物中重新引入抗病基因是一种经济和环境可持续地培育更有弹性的作物的方法。然而,使用传统育种方法将这些基因导入作物是一个艰难的过程。

这种新方法结合了高通量DNA测序和最先进的生物信息学。

“我们现在拥有的是一个抗病基因库,我们已经开发出一种算法,使研究人员能够快速扫描该库并找到功能性抗病基因,”John Innes Centre的论文第一作者Sanu Arora博士说。

“如果我们有一种流行病,可以去我们的基因库,通过我们的多样性小组对这种病原体进行接种,并找出抗性基因。通过快速克隆和快速育种,我们可以在几年内将抗性基因导入优良品种,就像凤凰从灰烬中升起一样。”

                                                  

原文题目:  Harvesting wild genes gives crops renewed resistance to disease: Method allows cheap and fast transfer of disease-resistance genes -- ScienceDaily                                        

原文来源:https://www.sciencedaily.com/releases/2019/02/190204114607.htm                                          

                       


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