小麦野生近缘种基因组“密码”被破解

从山东农业大学获悉，该校农学院教授孔令让研究团队首次组装了小麦远缘杂交常用物种中间偃麦草和鹅观草染色体水平的高质量基因组序列，解析了二者基因组结构差异与独立多倍化演化路径，对两者携带的抗小麦赤霉病基因Fhb7同源序列的功能与抗性效应进行了研究，为小麦抗性遗传改良及牧草育种提供了重要基因组资源和理论参考。相关成果近日发表于国际学术期刊《自然·通讯》。

赤霉病是影响小麦生产的重要病害之一，不仅降低小麦产量，其产生的呕吐毒素还威胁食品安全，化学防治成本高且可能对环境造成污染。因此，选育和推广抗病品种是更为经济有效的解决方案。

“小麦野生近缘种是遗传改良的重要资源，中间偃麦草和鹅观草作为重要的基因库，携带抗病、抗逆等多种优异基因。”孔令让介绍，“通过远缘杂交将这些优异基因导入栽培小麦，是突破当前小麦育种中一些关键技术瓶颈的重要途径，解析这些野生近缘种的基因组，对推动小麦种质创新和保障粮食安全具有重要意义。”

为破解小麦野生近缘种基因组密码，研究团队以中间偃麦草和鹅观惭酞材料，结合多种测序技术，成功组装了这两种植物染色体水平的高质量基因组序列，揭示了其基因组结构特征和演化机制。研究还发现，鹅观草的St和H亚基因组的第七同源群染色体上分别携带小麦抗赤霉病基因Fhb7的同源基因，这些基因均表现出良好的赤霉病抗性，且同时表达这两个基因可产生显著的剂量效应。

“未来，我们将重点开展这些抗性基因向主栽小麦品种的转移与利用工作，通过建立高效的分子标记辅助育种体系，助力培育新一代抗病斑产小麦新品种。这将有助于减少农药使用，提高小麦产量和品质，对保障国家粮食安全、促进农业可持续发展具有重要意义。”孔令让说。