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加利福尼亚大学戴维斯分校的研究人员发现了一种能够抵抗新的破坏性茎锈病的基因，这种真菌病阻碍了整个非洲和亚洲的小麦生产，并威胁着全球的粮食安全。加州大学戴维斯分校小麦遗传学家Jorge Dubcovsky和他的团队的发现将帮助育种者更快地开发能够抵御致命病原体并阻止全球小麦流行的品种。该研究结果最近发表在“ 美国国家科学院院刊”上。
小麦和茎锈病已经进行了一万多年的进化军备竞赛。在20世纪50年代，这种疾病的一种主要流行病传播到北美，并摧毁了小麦作物的 40%，这是世界上仅次于大米的第二大谷物。
从那时起，科学家们开发了防锈品种，以提高小麦对茎锈病的免疫力。但是病原体正在卷土重来。1999年在乌干达发现的一种名为Ug99的新型茎锈病菌正在整个地区蔓延。全世界大约90%的小麦品种对Ug99敏感。“Ug99已经扩展到非洲的大部分小麦种植区，并已跨越红海到也门和伊朗，”加州大学戴维斯分校植物科学系教授和Howard Hughes医学研究所研究员Dubcovsky说。“Ug99现在位于旁遮普地区的门口 - 亚洲面包篮 - 鉴定和部署有效的抗性 基因对缓解这一威胁至关重要。”
Dubcovsky和他的团队确定了三种不同的抗性形式的Sr13，一种来自面食小麦的基因，对Ug99和另一组来自也门和埃塞俄比亚的毒性茎锈菌株有效。2013年，Dubcovsky和其他研究人员发现了另一种名为Sr35的基因，该基因也对Ug99具有抗性。该团队即将确定第三个基因，该基因可以保护免受强毒株的侵害。
为什么遗传很重要
为了开发更好的品种，育种者跨越具有所需性状的植物并选择多代的最佳后代。一旦鉴定出抗茎锈病基因，育种者就可以使用分子标记(DNA的特定区域)来选择种子或幼苗阶段的基因。这加速了作物改良过程。
这些分子标记允许育种者在同一植物中金字塔形多个抗茎锈病基因，以延长抗性的耐久性。“小麦提供了大量的人类消耗的卡路里和蛋白质，”Dubcovsky说。“我们希望更好地了解小麦 -病毒病原体系统将加速制定控制这种破坏性病原体的新策略。”
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