江苏大学何华纲团队联合多家单位显示小麦广谱抗白粉病基因Pm12和Pm21的功能和进化

小麦白粉病是由小麦白粉菌（ Blumeria graminis f. sp . tritici ）引起的时髦性实菌病害，在我国和世界各大麦区普遍发作，是影响小麦消费的次要病害之一。培育提拔小麦具有大量野生亲缘物种，它们是小麦抗白粉病遗传育种的贵重资本。来自拟斯卑尔脱山羊草（ Aegilops speltoides ，2n = 2x = 14，SS）的抗白粉病基因 Pm12 ，是一个对我国绝大部门小麦白粉病菌株都具有优良抗性的广谱抗白粉病基因，在消费上具有重要的育种价值。然而，因为外缘染色体6SS和小麦6BS存在严峻的交换按捺，招致晚熟、低产等连锁负担难以完全被消弭，至今未在消费上利用。克隆 Pm12 将大大促进其在小麦抗白粉病育种中的利用，并加速其抗性机理的解析。

借助烟草瞬时表达系统，研究人员发现PM12和PM21卵白的CC构造域都能引发不依靠于病原菌的细胞灭亡，而其他构造域都不克不及引发细胞灭亡。有意思的是，超表达PM12全长卵白也能引发不依靠于病原菌的细胞灭亡，而PM21全长卵白却没有细胞灭亡活性。随后的免疫共沉淀阐发闪现，PM21的CC构造域能与其本身的NBS构造域和LRR构造域互做，而PM12的CC构造域不克不及与本身的其他构造域互做。那意味着两个全长卵白的细胞灭亡活性差别是因为差别的分子内互做形式形成的。

Pm12/Pm21 位点普遍存在于已公布的小麦族基因组中。在中国春基因组中， Pm12/Pm21 曲系同源基因 TaRGA2-6A 、 TaRGA2-6B 和 TaRGA2-6D 的第二个内含子都存在由转座子或反复序列引起的扩大，那些扩大事务是独立的，并可逃溯至小麦的四倍体祖先（硬粒小麦和野生二粒小麦）和二倍体祖先（乌拉尔图小麦和节节麦）。内含子的扩大降低了基因的转录程度，但转录本仍可被准确剪辑。摘用基因枪介导的小麦叶片单细胞瞬时表达手艺对 TaRGA2-6A 、 TaRGA2-6B 和 TaRGA2-6D 停止超表达，三者都不克不及供给白粉病抗性，由此可见，编码序列的差别是招致那三个基因丧失白粉病抗性的关键因素。

江苏大学 墨姗颖副传授、山东省农业科学院 刘成研究员和湖北省农业科学院 龚双军研究员为论文配合第一做者，江苏大学 何华纲副传授、河南大学 高安礼副传授和烟台大学 马朋涛传授为配合通信做者。中国科学院遗传与发育生物学研究所 刘志勇研究员、 沈前华研究员等参与了部门研究工做。该研究得到国度天然科学基金、镇江市重点研发方案等项目标撑持。

参考文献

He, H., Zhu, S., Zhao, R., Jiang, Z., Ji, Y., Ji, J., Qiu, D., Li, H., Bie, T. (2018). Pm21, encoding a typical CC-NBS-LRR protein, confers broad-spectrum resistance to wheat powdery mildew disease. Molecular Plant 11: 879–882.

Song, W., Xie, H., Liu, Q., Xie, C., Ni, Z., Yang, T., Sun, Q., Liu, Z. (2007). Molecular identification of Pm12-carrying introgression lines in wheat using genomic and EST-SRR markers. Euphytica 158: 95–102.

Jia, J., Devos, K., Chao, S., Miller, T.E., Reader, S.M., Gal,e M.D. (1996). RFLP-based maps of the homoeologous group-6 chromosomes of wheat and their application in that tagging of Pm12, a powdery mildew resistance gene transferred from Aegilops speltoides to wheat. Theoretical and Applied Genetics 92: 559–565.

Zhao, Y., Liu, M., Chen, T., Ma, X., Li, Z., Zheng, Z., Zheng, S., Chen, Li., Li, Y., Tang, Li., et al. (2022). Pathogen effector AvrSr35 triggers Sr35 resistosome assembly via a direct recognition mechanism. Science Advances 8: eabq5108.

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