三篇Nature子刊發現小麥、大豆和馬鈴薯抗病基因

　　今天，Nature Biotechnology期刊同時發表三篇關于作物抗病性的重要論文。它們報道分離出新的抗病基因，并且成功地將抗病基因轉移到小麥、大豆和馬鈴薯中。雙刀片基金會（2Blades Foundation）資助了這些研究。

　　雙刀片基金會通過針對性地控制作物疾病來解決對全世界農業生產不斷增加的需求。據估計，植物病原體導致全球作物損失大約15%，而且一些病原體甚至能夠導致全部作物絕收。盡管使用農業化學藥品和抗病性作物品種能夠控制作物疾病，但是病原體群體快速適應這些措施。植物科學近期的發現為針對病原體開發出更加持久的遺傳抗性提供機會，然而，在過去20年，很少將這些發現在田間加以應用和推廣。

　　這三篇論文著重關注小麥稈銹病（wheat stem rust, WSR）、亞洲大豆銹菌病（Asian soybean rust, ASR）和馬鈴薯晚疫病（potato late blight, PLB）。這三種由植物病原體感染導致的疾病很難控制，而且每種疾病能夠導致產量損失80%以上。

　　（1）小麥提供20%的全球消費的卡路里和蛋白。小麥稈銹病（WSR）影響小麥產量。WSR抗性小麥品種在上個世紀五十和六十年代被培育出和廣泛地使用，但是新興的小麥稈銹病菌菌株能夠克服這些小麥品種的抗病性。在第一項新的研究中，來自英國約翰伊恩斯中心（John Innes Centre）和澳大利亞聯邦科學與工業研究組織（CSIRO）的研究人員詳細描述了在被稱作MutRenSeq（Mutational Resistance Gene Enrichment Sequencing, 突變抗病基因富集測試）的抗病基因鑒定方法上的一項關鍵的發現：利用這種方法分離出兩種抗病基因Sr22和Sr45。相關研究結果于2016年4月25日在線發表在Nature Biotechnology期刊上，論文標題為“Rapid cloning of disease-resistance genes in plants using mutagenesis and sequence capture”。

　　（2）大豆是一種至關重要的蛋白和食用油來源，全球產量超過3億多噸。亞洲大豆銹菌病（ASR）導致大豆產量損失高達80%，并且威脅著南美洲的大豆生產，其中世界上一半以上的大豆在南美洲種植。持久的遺傳抗性一直缺乏，而且僅在巴西，化學控制措施每年花費200萬以上美元。在第二項新的研究中，來自英國諾維奇科技園塞恩斯伯里實驗室（Sainsbury Laboratory）、巴西維索薩聯邦大學（Universidade Federal de Vi?osa）和美國加州大學戴維斯分校、杜邦先鋒良種公司的研究人員從木豆（Cajanus cajan）中分離出基因CcRpp1，將它導入大豆中，并且首次證實商業大豆產生高水平的ASR抵抗力。這種轉基因疾病防治策略的進一步開展旨在持久地提供穩定的產量，同時降低對化學處理的需求。相關研究結果于2016年4月25日在線發表在Nature Biotechnology期刊上，論文標題為“A pigeonpea gene confers resistance to Asian soybean rust in soybean”。

　　（3）眾所周知，在十九世紀四十年代晚期，馬鈴薯晚疫病（PLB）破壞愛爾蘭馬鈴薯作物，從而導致大范圍的饑荒。PLB易感性仍然是大多數商業馬鈴薯品種的一大威脅。在第三項新的研究中，來自英國諾維奇科技園塞恩斯伯里實驗室和諾維奇科技園基因組分析中心的研究人員從光果龍葵（Solanum americanum）---馬鈴薯的一種野生近緣種---中分離出一種新的PLB抗性疾病Rpi-amr3，將它導入PLB易感性的馬鈴薯品種中。相關研究結果于2016年4月25日在線發表在Nature Biotechnology期刊上，論文標題為“Accelerated cloning of a potato late blight–resistance gene using RenSeq and SMRT sequencing”。

　　作物通常能夠自我抵抗疾病，但是植物病原體也能夠通過逃避識別克服作物的防御機制。科學家們所要做的是恢復作物“看見”這些病原體的能力。這三項研究取得重大的進步，研究人員將繼續開展必要的研究來抵抗作物疾病。