小麥赤霉病是由真菌鐮刀菌引起的最具毀滅性的世界性小麥病害，堪稱小麥“癌癥”。小麥赤霉病的發(fā)生不僅導(dǎo)致嚴(yán)重的產(chǎn)量損失，還嚴(yán)重影響籽粒品質(zhì)和食品安全，至今仍未得到有效解決。多年來，相關(guān)領(lǐng)域的科學(xué)家一直在探索如何戰(zhàn)勝小麥赤霉病的武器。

近日，南京農(nóng)業(yè)大學(xué)馬正強(qiáng)教授團(tuán)隊(duì)在國際權(quán)威雜志NatureGenetics上以“Mutation of a histidine-rich calcium-bindingprotein gene in wheat confers resistance to Fusarium headblight”為題（https://dx./10.1038/s41588-019-0426-7）報(bào)道，在我國長江中下游的抗病優(yōu)異小麥基因資源“望水白”和“蘇麥3號”中，通過圖位克隆的方式，找到了抵抗小麥“癌癥”的關(guān)鍵基因Fhb1，為戰(zhàn)勝小麥赤霉病提供了有力的武器。

Fhb1編碼一個注釋為富含組氨酸的鈣離子結(jié)合蛋白（Histidine-richcalcium-bindingprotein,His），植物His同源基因的編碼產(chǎn)物的氨基端（N-端）序列和整個蛋白結(jié)構(gòu)高度保守;六倍體普通小麥中His基因的Fhb1變異賦予了小麥赤霉病抗性。該團(tuán)隊(duì)分析了643份普通小麥品種中Fhb1基因?qū)?yīng)染色體區(qū)段的遺傳變異，發(fā)現(xiàn)Fhb1基因很可能起源于我國長江中下游地區(qū)，是我國特有的優(yōu)異小麥基因資源。該區(qū)域歷來是赤霉病流行和爆發(fā)的區(qū)域，強(qiáng)大的選擇壓提供了抗赤霉病自然突變被保留下來的條件。Fhb1基因不僅可以提高小麥對赤霉病的抗性，在其它植物中利用該基因也有可能提高抗病能力。該研究為進(jìn)一步揭示小麥抗赤霉病的分子機(jī)制奠定了重要基礎(chǔ)。

Fhb1是小麥中目前已知的最重要抗赤霉病QTL，具有最強(qiáng)的抗擴(kuò)展效應(yīng)，還可降低籽粒中真菌毒素的積累。通過分子標(biāo)記輔助選擇的方法將Fhb1導(dǎo)入到來自江蘇、山東、河南、四川等省的中感或高感赤霉病小麥品種中，抗赤霉病擴(kuò)展能力的提高幅度能達(dá)到76%。Fhb1基因的克隆將大大提高小麥抗赤霉病育種的效率，為我國和世界小麥生產(chǎn)和食品安全提供保障。

上述研究成果，南京農(nóng)業(yè)大學(xué)李國強(qiáng)博士、博士生周繼陽和賈海燕副教授為共同第一作者，馬正強(qiáng)教授為通訊作者。部分成果已獲得中國和美國發(fā)明專利授權(quán)。

二十多年來，馬正強(qiáng)教授團(tuán)隊(duì)利用基因組學(xué)、轉(zhuǎn)錄組學(xué)，蛋白組學(xué)等技術(shù)手段發(fā)掘和鑒定了十幾個抗赤霉病的QTL和一批與赤霉病抗性相關(guān)的基因，并培育了一系列抗赤霉病種質(zhì)，提供·給育種單位利用，得到了育種家的廣泛贊譽(yù)。該團(tuán)隊(duì)敢于以小麥赤霉病抗性·這一關(guān)系糧食安全的世界性難題為主攻目標(biāo)，勇于探索，追求真理、不畏挫折、不計(jì)得失，潛心研究，體現(xiàn)了淡泊名利、潛心研究的科學(xué)家精神。

圖:Fhb1導(dǎo)入顯著提高小麥品種的赤霉病抗性(掛牌的標(biāo)示單花接種赤霉菌后的穗子）