堪萨斯州立大学的研究人员发现了抵抗小麦条纹花叶病毒的新基因

堪萨斯州立大学的研究人员发现了抵抗小麦条纹花叶病毒的新基因

Wsm3是已知的第一个在高温下有效的基因

堪萨斯州立大学的研究人员发现了一种可以抵抗小麦条纹花叶病毒的基因,这种病毒目前正在堪萨斯州的农田中造成经济损失。

植物病理学系小麦遗传资源中心的研究教授Bernd Friebe说,Wsm3基因是已知的第三个能抵抗病毒的基因,也是第一个能在75华氏度或更高的室外温度下抵抗病毒的基因。

Friebe说,为了控制小麦条纹花叶病毒,“我们需要更多的遗传多样性”。“叶锈病、条锈病和茎锈病都有大约70个命名的抗性基因。这是对小麦条纹花叶病毒产生更多抗性的进展。”

小麦条纹花叶病毒的特征是在小麦上出现黄色不均匀的条纹。作为幼苗受感染的植物通常发育不良,头部大小减少。这种疾病会导致严重的产量损失,在极端情况下作物无法收获。

Brnd Friebe,堪萨斯州立大学小麦遗传学研究员
Bernd Friebe是堪萨斯州立大学植物病理学系小麦遗传资源中心的研究教授。(资料来源:KSU研究与推广)

堪萨斯州小麦协会是堪萨斯州小麦委员会和堪萨斯州小麦种植者协会的合作伙伴,该组织在5月底报告说,小麦条纹花叶病毒对堪萨斯州西部和中部的田地产生了负面影响。在一些地区,农作物损失可能高达20%。

在过去,农民控制病毒的努力主要集中在清除自愿种植的小麦上,这些小麦含有小麦卷螨,小麦卷螨是小麦条纹花叶病毒的主要载体。

最先发现的两个能够抵抗病毒的基因是Wsm1(大约25年前由堪萨斯州立大学发现)和Wsm2(由科罗拉多州立大学的研究人员发现)。

但这两种基因只在较低的温度下提供保护。Friebe说,与Wsm1或Wsm2结合使用,适合温暖天气的Wsm3可能成为混合育种的一部分,可以为农民提供急需的缓解。

新的Wsm3种质已通过堪萨斯农业实验站发布。目前,育种家可以通过国家科学基金会的工业/大学合作研究中心项目获得这种资源,该项目的成员可以立即获得种质资源,但两年后,公共育种项目也可以获得这种资源。

通过传统育种过程,在可用于种植的品种中出现抗性基因可能需要数年时间。

“堪萨斯州立大学正在把它植入珠穆朗玛峰小麦品种中,”Friebe说,他指的是该校目前最受欢迎的品种。珠穆朗玛峰于2009年首次向种植者开放
2017年是堪萨斯州连续第五年种植的头号小麦品种。

堪萨斯州立大学在这一领域的研究始于25年前,当时研究人员研究了南达科他州立大学科学家达雷尔·威尔斯(Darrell Wells)及其同事开发的抗性种质。弗里贝说,这种抗药性来自小麦的一种野生亲缘种,中间Thinopyrum intermedium,更广为人知的名字是小麦草。

这种耐药基因被命名为Wsm1。弗里贝说,从研究开始到他们开发出可用于小麦育种的小麦草遗传物质减少的Wsm1种质,K-State研究人员花了近20年的时间。

自那以后,技术不断进步,研究人员花了大约六年时间才鉴定出同样来自小麦草的Wsm3,并释放出只有一小段小麦草片段的种质资源。育种项目也得到了改进,Wsm3可能需要更短的时间,而不是10-12年才能看到抗性在新品种中出现。

Friebe说:“有趣的是,Wsm1和Wsm3作为额外的奖励,也赋予了对小麦花叶病毒(一种相关病毒也影响小麦产量)的抗性,但仅在较低的温度下。”

在新开发的抗病品种出现之前,敦促种植者继续采用最佳做法控制小麦条纹花叶病毒在其田间的传播。这些措施包括及时清除自愿种植的小麦和杂草;避免过早种植;种植目前可用的抗病品种。

更多信息可在kswheat.com/wheatstreak.堪萨斯州立大学
最近的出版物在哪里www.bookstore.ksre.ksu.edu/pubs/MF3383.pdf

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