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近日(ri)，華中(zhong)農(nong)業大學棉(mian)花(hua)遺傳改良團(tuan)隊(dui)發表關于攻(gong)克棉(mian)花(hua)抗枯萎(wei)病(bing)(bing)分(fen)子育種技術瓶頸(jing)的(de)研究成果，研究首次鑒定到了陸(lu)地棉(mian)抗枯萎(wei)病(bing)(bing)主效基(ji)因Fov7，并首次發現谷(gu)氨酸(suan)類(lei)受(shou)體(ti)（GLUTAMATE RECEPTOR-LIKE，GLR）可作為非典型主效抗病(bing)(bing)基(ji)因調(diao)控(kong)植物(wu)免疫反應(ying)。
尖孢(bao)鐮刀菌(jun)（Fusarium oxysporum）是(shi)一(yi)種(zhong)廣(guang)泛存在的土傳(chuan)病(bing)(bing)原(yuan)真菌(jun)，其寄主范圍(wei)廣(guang)泛，可侵染包括茄科蔬菜、瓜類(lei)、棉(mian)(mian)(mian)花(hua)(hua)、香(xiang)蕉及花(hua)(hua)卉等(deng)100多種(zhong)具有重(zhong)要經(jing)濟價(jia)值(zhi)的植物(wu)(wu)，位列全(quan)(quan)球十(shi)大病(bing)(bing)原(yuan)真菌(jun)第五位，對全(quan)(quan)球農作物(wu)(wu)健康生(sheng)產(chan)危害嚴重(zhong)。棉(mian)(mian)(mian)花(hua)(hua)枯萎(wei)病(bing)(bing)（Fusarium wilt）是(shi)由尖孢(bao)鐮刀菌(jun)萎(wei)蔫專(zhuan)化型（Fusarium oxysporum f.sp. vasinfectum (Fov) Atk. Sny & Hans）引起的真菌(jun)病(bing)(bing)害，是(shi)世界棉(mian)(mian)(mian)花(hua)(hua)生(sheng)產(chan)過程中(zhong)危害最(zui)嚴重(zhong)的病(bing)(bing)害之一(yi)，與黃萎(wei)病(bing)(bing)并稱(cheng)為(wei)棉(mian)(mian)(mian)花(hua)(hua)的“癌癥”。目前(qian)世界范圍(wei)內已鑒定到8個生(sheng)理小種(zhong)，其中(zhong)7號生(sheng)理小種(zhong)在我國分布(bu)最(zui)為(wei)廣(guang)泛且致病(bing)(bing)力最(zui)強(qiang)，是(shi)影響(xiang)我國棉(mian)(mian)(mian)花(hua)(hua)生(sheng)產(chan)的優勢(shi)小種(zhong)。陸地棉(mian)(mian)(mian)抗枯萎(wei)病(bing)(bing)的主效(xiao)基(ji)因及其介導(dao)的抗病(bing)(bing)機制長(chang)期(qi)未知影響(xiang)了棉(mian)(mian)(mian)花(hua)(hua)抗枯萎(wei)病(bing)(bing)育種(zhong)效(xiao)率。
研究(jiu)利用290份陸地棉栽培種組成的(de)自然群體(ti)經過多年新疆田間鑒定(ding)，結合覆蓋全基(ji)因(yin)(yin)組的(de)高(gao)密度SNP標記對棉花枯萎(wei)(wei)病(bing)抗性(xing)進(jin)(jin)行了(le)全基(ji)因(yin)(yin)組關(guan)聯分(fen)析(xi)，鑒定(ding)到棉花抗枯萎(wei)(wei)病(bing)菌(jun)7號生理小種的(de)主效抗病(bing)位(wei)點Fov7，并(bing)對Fov7的(de)候選基(ji)因(yin)(yin)進(jin)(jin)行了(le)驗證和功能分(fen)析(xi)。研究(jiu)發現Fov7定(ding)位(wei)在(zai)D03染色(se)體(ti)1.97-2.37 Mb，該區間包含23個(ge)候選基(ji)因(yin)(yin)。進(jin)(jin)一(yi)步分(fen)析(xi)表(biao)(biao)明顯著性(xing)最(zui)高(gao)的(de)SNP位(wei)點位(wei)于一(yi)個(ge)編碼谷氨(an)酸(suan)類受體(ti)（GLR）基(ji)因(yin)(yin)Gh_D03G0209的(de)編碼區，導致該基(ji)因(yin)(yin)胞外結構域一(yi)個(ge)氨(an)基(ji)酸(suan)變異。蛋白序列的(de)進(jin)(jin)化分(fen)析(xi)表(biao)(biao)明陸地棉具有不同(tong)于擬(ni)南芥GLR三個(ge)家(jia)(jia)族的(de)第四(si)個(ge)亞家(jia)(jia)族GLR4，Gh_D03G0209屬于第四(si)亞家(jia)(jia)族成員，并(bing)將其命名為GhGLR4.8。
研(yan)究發現(xian)，在高(gao)抗枯(ku)萎病(bing)(bing)的(de)(de)(de)(de)棉(mian)花品種(zhong)中(zhong)(zhong)抑制GhGLR4.8的(de)(de)(de)(de)表達或通(tong)過(guo)基因(yin)(yin)(yin)編(bian)輯突(tu)變GhGLR4.8都使(shi)得棉(mian)花品種(zhong)變得極為(wei)感病(bing)(bing)。根據GhGLR4.8在抗病(bing)(bing)和(he)感病(bing)(bing)品種(zhong)中(zhong)(zhong)等位基因(yin)(yin)(yin)的(de)(de)(de)(de)SNP變異開發了基于PCR擴增的(de)(de)(de)(de)分子標記，并建(jian)立了可(ke)區別(bie)GhGLR4.8抗病(bing)(bing)基因(yin)(yin)(yin)型(xing)和(he)感病(bing)(bing)基因(yin)(yin)(yin)型(xing)的(de)(de)(de)(de)檢測體系。通(tong)過(guo)人工分離群(qun)體證(zheng)明(ming)該標記與棉(mian)花抗枯(ku)萎病(bing)(bing)共分離，可(ke)實現(xian)棉(mian)花抗枯(ku)萎病(bing)(bing)種(zhong)質資源的(de)(de)(de)(de)快速篩選與鑒定(ding)。以上研(yan)究證(zheng)明(ming)，棉(mian)花抗枯(ku)萎病(bing)(bing)主(zhu)效基因(yin)(yin)(yin)Fov7編(bian)碼谷(gu)氨酸類受體（GLR），是一種(zhong)新的(de)(de)(de)(de)植物非典型(xing)主(zhu)效抗病(bing)(bing)基因(yin)(yin)(yin)。
本研(yan)究完(wan)善(shan)了植物與病原菌分子互作理論體(ti)系，為棉花抗(kang)枯萎病分子育種提供(gong)(gong)了技術支撐，并對棉花抗(kang)黃萎病研(yan)究提供(gong)(gong)了借鑒。
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