《Nature Genetics》报道玉米体内一种可抗多种真菌疾病的基因

作者:谷丰光电 来源: 时间:2017-07-27 12:45:21 浏览次数:

玉米枯叶病主要危害玉米的叶片、叶鞘和苞叶,下部叶片先发玻病原菌以菌丝或分生孢子附着在病残组织内越冬,成为翌年

玉米枯叶病主要危害玉米的叶片、叶鞘和苞叶,下部叶片先发玻病原菌以菌丝或分生孢子附着在病残组织内越冬,成为翌年初侵染源,种子也能带少量病菌。借气流传播进行再侵染。在炎热潮湿地区,易大流行。  

科学家们在玉米中发现了一种特殊基因,该基因竟然与几种植物叶病有关。于2017年7月24日发表于《Nature Genetics》的一篇文章报道咖啡酰辅酶A-O-甲基转移酶(caffeoyl-CoA O-methyltransferase)基因(ZmCCoAOMT2)能赋予植物小斑病和灰斑病,甚至可能还有大斑病的抗病能力,这三大疾病是世界范围内威胁玉米生长的主要病害。  

文章通讯作者、植物病理学家和遗传学家Peter Balint-Kurti说,寻找类似抗病能力等复杂性状的分子机理是打造更好农作物产品的有效方式。  

Balint-Kurti课题组鉴定了基因组的几个区域,这些区域内的基因突变对多疾病抗性变化具有重要影响。

“但这些区域内有上百个基因,确定影响抗病能力的基因是一个不小的挑战,”Balint-Kurti说。  

他们使用了一种被称为“精确定位(fine mapping)”的方法。北卡州立大学博后研究员Qin Yang挑选了一个只携带4个基因的小DNA区。在爱荷华州立大学、德拉华大学、德州A&M大学、北卡大学、康奈尔大学和美国农业部农业研究服务等机构的研究人员的帮助下,Qin Yang进行了更多测试,将4个基因进一步缩小至1个基因。  

“我们发现这个基因似乎也参与了木质素的生产,”Yang说。“一般来说,木质素越多,应对疾病时植物似乎更强壮。”这个基因的功能虽不起眼,但却能对抗病力有重要影响。  

“该基因对植物的微小影响很不容易被发现,对病原体来说,适应这种看似‘微不足道’的基因也有困难,”Balint-Kurti说。“对小斑病和灰斑病来说,大部分抗性归属于多基因影响,每个基因负责一小部分功能。”  

“该基因也参与细胞程序性死亡抑制,”Balint-Kurti说。“由于三大真菌疾病都起源于死体营养型病原体,它们从死去的宿主组织中获取大部分营养,ZmCCoAOMT2基因对腐生性真菌来说是一种很好的防御机制。”


来源:生物通

文献出处:

Nature Genetics. 24 July 2017

A gene encoding maize caffeoyl-CoA O-methyltransferase confers quantitative resistance to multiple pathogens.