中国农业大学发表NatureGenetics新文章

来自中国农业大学、吉林省农业科学院的研究人员，在新研究中发现了一个赋予玉米丝黑穗病（Head smut）数量抗性的激酶。相关研究成果发表在12月22日的《自然遗传学》（Nature Genetics）杂志上。

玉米是世界主要农作物之一，在很多国家被广为种植。玉米原产于中美洲，是一种喜温作物，生长期较长，需水量比高梁、谷子、大豆等旱粮作物要高，又分布很广，美国是世界上最大的玉米生产国，每年约出产2亿吨玉米，占世界总产量的40%以上。中国玉米产量居世界第二位。

玉米丝黑穗病是一种世界性病害,也是我国春玉米产区的主要病害之一。这种病害是由土壤或种子带菌传播的真菌病害,其病原菌玉米丝黑穗病菌(Sporisorium reilianum)在玉米幼苗期地下部分侵入、系统感染,成株期表现典型症状,在雄穗和雌穗上产生黑粉孢子。玉米丝黑穗病给全世界的玉米生产造成了严重威胁。

研究表明,玉米对丝黑穗病的抗性受多个数量性状位点(QTL)控制,以往研究人员在玉米染色体的bni2.09区域检测到了一个称作为qHSR1的玉米丝黑穗病数量性状位点。

在这篇文章中，研究人员报告称图位克隆了qHSR1，并确定了qHSR1介导玉米丝黑穗病数量抗性的分子机制。利用连续的精细定位和转基因互补策略，他们发现ZmWAK是定位在qHSR1内，赋予玉米黑穗病数量抗性的一个基因。ZmWAK跨越质膜，有可能发挥了一种受体样激酶作用负责感知和传导细胞外信号。

研究人员证实ZmWAK在幼苗的中胚轴中高水平表达，在那里它阻止了内生玉米丝黑穗病菌的活体营养性生长。中胚轴ZmWAK表达受损会影响ZmWAK介导的黑穗病数量抗性。他们发现玉米驯化后似乎发生了ZmWAK位点的缺失，并在玉米种质间传播，在玉米的进化过程中ZmWAK激酶结构域受到了功能限制。

新研究为玉米抗丝黑穗病分子育种提供了一个可能的抗病候选基因，为玉米丝黑穗病抗病育种工程的进一步深入研究奠定了重要的基础。

文章选自生物通