山东科学家发表《Science》，经济价值100亿美元的新工具

我国科学家发现了对抗小麦疾病（小麦赤霉病）的新工具，这种疾病每年造成至少100亿美元的经济损失。

中国山东省山东农业大学的科学家领导美国农业部的科学家在《Science》发表文章，报道Fhb7基因研究相关进展。Science评价这一发现是解决全世界小麦供应危机的重大进展。

小麦赤霉病（FHB）是一种由真菌病原菌禾谷镰刀菌（Fusarium graminearum）引起的疾病，它不仅攻击小麦还攻击大麦，在美国、中国、加拿大等许多国家造成重大损失。

受感染的谷物会释放真菌毒素，人食用后导致呕吐，牲畜也拒绝食用这些谷物，导致畜牧减产。种植者必须经常使用杀菌剂来减少FHB的危害。

研究人员发现，该基因通过解毒病原体分泌的真菌毒素能够缓解FHB，同时该基因还赋予小麦冠腐病（crown rot）的抗性。

研究人员最初在小麦的野生近亲Thinopyrum wheatgrass中鉴定了该基因，以前这个基因曾被用于开发具有抗铁锈病和耐旱性等有益性状的小麦品种。研究人员克隆了该基因，并将它导入7个不同基因型的小麦品种中，在大田条件下研究它对植株的影响。

本文利用Illumina短读长测序和pacBio SMRT长读长DeNovoMAGICTM3.0软件包，以及单分子光学图谱（BioNano Optical Maps）首次成功完成了二倍体长穗偃麦草基因组的组装、注释和比较基因组学分析；根据参考基因组开发分子标记，利用小麦-长穗偃麦草异代换系（7D/7E）构建的作图群体，完成Fhb7的精细定位；通过筛选BAC文库，构建了抗病亲本物理图谱，将该基因锁定在245 Kb的物理区间内，并获得唯一表达的候选基因（功能注释为谷胱甘肽转移酶, Gluthanione S-transferase）；通过BMSV诱导基因沉默、TILLING突变体、小麦转基因研究等验证了该基因的功能，确认其为Fhb7。

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结果表明，该基因不仅赋予了新植株抗赤霉病的能力，而且对产量和其他重要性状均无负面影响。

这项研究阐明了该基因对重要经济作物病原体产生抗性的分子机制，研究人员说，携带Fhb7的抗FHB转基因小麦有望在几年内上市。

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原文检索：Horizontal gene transfer of Fhb7 from fungus underlies Fusarium head blight resistance in wheat

（生物通）