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      在不斷變化的氣候中，玉米種植者需要做好一切準(zhǔn)備，包括新的和不斷變化的病害動態(tài)。由于無法預(yù)測某一年會出現(xiàn)哪種破壞性病害，因此對多種病害具有抗性的玉米將是種植者的巨大勝利?，F(xiàn)在，伊利諾伊大學(xué)厄巴納-香檳分校的研究人員正在推動該行業(yè)向這一目標(biāo)靠近。

      

      戈氏枯萎病 （Goss’s wilt ，一種細(xì)菌性病害）和灰斑病、大斑病和小斑病對美國中西部地區(qū)的種植者非常重要，在某些情況下對全球種植者也非常重要。這項發(fā)表在《G3 基因組遺傳學(xué)》（G3 Genes|Genomes|Genetics ）上的研究揭示了與這四種病害抗性相關(guān)的基因組區(qū)域。

      

△蒂芙尼-賈曼站在玉米植株間蒂芙尼-賈曼

      

      "我們不僅發(fā)現(xiàn)了基因組中賦予每種病害抗性的區(qū)域，還鑒定出了少數(shù)幾個對所有病害都有抗性的實驗玉米品系。這項新研究的資深作者、伊利諾伊大學(xué)農(nóng)業(yè)、消費(fèi)與環(huán)境科學(xué)學(xué)院（ACES）作物科學(xué)系副教授蒂芙尼-賈曼（Tiffany Jamann）說："這些發(fā)現(xiàn)應(yīng)該有助于業(yè)界同時開發(fā)出具有抗多種病害能力的材料。

      

      研究小組在抗病玉米品系和易感玉米品系之間進(jìn)行了幾次戰(zhàn)略性雜交，使他們能夠?qū)⒖共√卣饔成涞交蚪M中的特定位置。目前，這些區(qū)域相當(dāng)大，由數(shù)百個基因組成。如果有特定的基因具有超常效應(yīng)，它們還沒有被識別出來。

      

      不過，確定重要的區(qū)域還是很有幫助的，因為抗病性很少只取決于一個基因。事實上，多個基因共同作用的疊加效應(yīng)或定量效應(yīng)意味著更持久的抗病性。如果病原體找到了繞過特定抗性機(jī)制的方法，就會有后備力量。有趣的是，這種持久性甚至可以對抗不同的病原體群。

      

      "我們發(fā)現(xiàn)了 19 個與戈斯枯萎病（Goss’s wilt ）細(xì)菌抗性相關(guān)的區(qū)域。其中有幾個區(qū)域還涉及對真菌病原體的抗性，"賈曼說。"因此，利用相同的基因區(qū)域同時培育對多種病害的抗性是可能的。

      

      真菌和細(xì)菌在生物學(xué)上有很大不同，但它們都必須想方設(shè)法進(jìn)入植物體內(nèi)，在植物體內(nèi)游走并繁殖。賈曼說，抗病基因有可能引發(fā)植物脈管的變化，使這兩種病原體更難移動，但她還不能準(zhǔn)確說出基因是如何幫助植物保護(hù)自己的。不過，得益于 2022 年美國國家科學(xué)基金會（National Science Foundation）的資助，她正在努力研究。 

      

      雖然該團(tuán)隊鑒定出了三個對所有四種病害都有抗性的玉米品系，但種植者還需要一段時間才能購買到這項工作成果的多重抗性玉米種子。首先，賈曼的團(tuán)隊將對這項研究中強(qiáng)調(diào)的區(qū)域進(jìn)行精細(xì)測繪，以找到任何主要的影響基因，然后將這些信息傳遞給育種者，讓他們開發(fā)出堅韌的新雜交種。不過，賈曼說，多重抗性已經(jīng)在路上了。 

      

      這項題為 "Identification of loci conferring resistance to four foliar diseases of maize "的研究發(fā)表在《G3 基因組遺傳學(xué)》（G3 Genes|Genomes|Genetics ）上 [DOI: 10.1093/g3journal/jkad275]。作者包括 Yuting Qiu、Pragya Adhikari、Peter Balint-Kurti 和 Tiffany Jamann。本研究得到了美國農(nóng)業(yè)部哈奇項目 ILLU-802-985 和美國國家科學(xué)基金會第 2154872 號獎勵的支持。本資料中表述的任何觀點、發(fā)現(xiàn)、結(jié)論或建議均為作者個人觀點，不代表美國國家科學(xué)基金會的觀點。

      

      source：University of Illinois