小麥白粉病是威脅糧食安全的病害之一。當前，提高小麥的白粉病抗性尤其是廣譜抗性，是小麥抗病育種領域的主要任務。野生二粒小麥是普通小麥的野生祖先種，經歷了長期而復雜的環(huán)境演變，積累了豐富的遺傳多樣性，是現代小麥抗病遺傳改良的寶貴資源。
中國科學院遺傳與發(fā)育生物學研究所研究員劉志勇與趙玉勝團隊采用圖位克隆、PacBio長讀長基因組重測序、突變體和轉基因功能驗證等方法，克隆到廣譜抗白粉病基因Pm36。Pm36編碼一個新型的具有跨膜結構域的串聯激酶（WTK7-TM）蛋白。白粉菌多小種鑒定發(fā)現，WTK7-TM對我國不同生態(tài)區(qū)的所有測試的104個白粉菌生理小種均表現出免疫或高抗。研究發(fā)現，Pm36位點存在明顯的基因組擴張和新基因產生現象。EMS突變體實驗發(fā)現，WTK7-TM的兩個激酶結構域和跨膜結構域對于抗病功能至關重要。體外磷酸化實驗初步證實，串聯激酶WTK7-TM的兩個激酶結構域對于自磷酸化和底物磷酸化的能力均是必需的。進化分析顯示，兩個激酶結構域可能是通過重復形式產生，屬于“絲氨酸/蘇氨酸”類型激酶。亞細胞定位發(fā)現串聯激酶WTK7-TM定位于細胞質膜。基因溯源分析發(fā)現，Pm36基因稀有地分布在野生二粒小麥的南部居群，未參與小麥的進化過程，且在現代小麥基因庫中缺失。該研究采用分子設計育種，將Pm36基因導入我國小麥主產區(qū)主栽品種，創(chuàng)制出高產而抗病的小麥新種質ZKPm36，為培育廣譜抗白粉病小麥新品種提供了基因資源、奠定了理論基礎。
4月10日，相關研究成果以A membrane associated tandem kinase from wild emmer wheat confers broad-spectrum resistance to powdery mildew為題，在線發(fā)表在《自然-通訊》（Nature Communications）上。研究工作得到國家重點研發(fā)計劃、國家自然科學基金、河北省重點研發(fā)計劃、海南省崖州灣種子實驗室“揭榜掛帥”項目等的支持。
日期：2024-04-15
中國科學院遺傳與發(fā)育生物學研究所研究員劉志勇與趙玉勝團隊采用圖位克隆、PacBio長讀長基因組重測序、突變體和轉基因功能驗證等方法，克隆到廣譜抗白粉病基因Pm36。Pm36編碼一個新型的具有跨膜結構域的串聯激酶（WTK7-TM）蛋白。白粉菌多小種鑒定發(fā)現，WTK7-TM對我國不同生態(tài)區(qū)的所有測試的104個白粉菌生理小種均表現出免疫或高抗。研究發(fā)現，Pm36位點存在明顯的基因組擴張和新基因產生現象。EMS突變體實驗發(fā)現，WTK7-TM的兩個激酶結構域和跨膜結構域對于抗病功能至關重要。體外磷酸化實驗初步證實，串聯激酶WTK7-TM的兩個激酶結構域對于自磷酸化和底物磷酸化的能力均是必需的。進化分析顯示，兩個激酶結構域可能是通過重復形式產生，屬于“絲氨酸/蘇氨酸”類型激酶。亞細胞定位發(fā)現串聯激酶WTK7-TM定位于細胞質膜。基因溯源分析發(fā)現，Pm36基因稀有地分布在野生二粒小麥的南部居群，未參與小麥的進化過程，且在現代小麥基因庫中缺失。該研究采用分子設計育種，將Pm36基因導入我國小麥主產區(qū)主栽品種，創(chuàng)制出高產而抗病的小麥新種質ZKPm36，為培育廣譜抗白粉病小麥新品種提供了基因資源、奠定了理論基礎。
4月10日，相關研究成果以A membrane associated tandem kinase from wild emmer wheat confers broad-spectrum resistance to powdery mildew為題，在線發(fā)表在《自然-通訊》（Nature Communications）上。研究工作得到國家重點研發(fā)計劃、國家自然科學基金、河北省重點研發(fā)計劃、海南省崖州灣種子實驗室“揭榜掛帥”項目等的支持。
日期：2024-04-15
