农科智库编译全球小麦育种技术突破性进展

01

美国ARS培育具有气候适应力的小麦

近期，美国农业部农业研究服务局（ARS）的科学家对多种重要谷类作物进行了两种耐胁迫实验。一是将作物暴露在高达1000ppm的二氧化碳浓度（预计本世纪初将出现这种大气温室气体浓度）中；二是将作物置于温暖潮湿，易于感染禾谷镰刀菌（Fusarium graminearum）的环境中。禾谷镰刀菌可引起镰刀菌头部枯萎病，是一种对全球小麦、大麦和燕麦作物破坏性极强的病害，受到污染的作物不能再用作食物或饲料。通过实验，研究人员评估了不同小麦品种对这些胁迫的恢复力。

研究结果显示了对这两种胁迫采取行动的必要性。可付诸的行动包括：1.系统评估具有同样抗枯萎病遗传来源的美国小麦品种对二氧化碳含量高的环境胁迫的反应，随着全球气候变化的加剧，这些品种的疫病（如：小麦赤霉病和壳针孢叶枯病等）形势可能会加剧。2.仔细检查现有小麦种质或谷类作物的野生近缘物种，寻找可以遗传到受影响品种中的性状，以增强其气候适应性，保持理想的谷物营养水平和抗枯萎病能力。

02

中国科学家利用多重基因组编辑培育抗病小麦

小麦白粉病是由真菌（Blumeria graminis f.sp. tritici）引起的世界范围性病害，普遍分布于各主要产麦国，是小麦生产中的重大病害之一，长期威胁小麦稳产。中科院微生物所邱金龙课题组开发出一种小麦新突变体Tamlo-R32。该突变体对白粉病具有较强的抗性，且不表现出任何生长或产量缺陷。研究人员使用传统育种方法将Tamlo-R32突变体与优良小麦品种杂交，成功将抗病性状引入优良品种，并使用多重CRISPR基因组编辑技术直接在优质小麦品种中创建相应遗传扰动，从而在2-3个月内成功创建广谱抗白粉病小麦，获得了广谱抗白粉病并且高产的小麦新品系。该成果突出了叠加遗传变化的潜力，代表了利用易感基因培育抗病植物的重要理论和技术突破。

03

CIMMYT全基因组选择育种以遏制小麦瘟疫

近期，国际玉米和小麦改良中心（CIMMYT）联合其合作伙伴首次利用基因组选择技术开展了抗小麦瘟病育种研究，并对该应用进行了评估。小麦瘟病是一种由稻瘟病菌引起的致命病害，首次发现于巴西，并已从南美跨洲蔓延到亚洲和非洲。研究人员通过将与关于小麦瘟病响应相关的基因型数据和精确的田间数据相结合，对孟加拉国和玻利维亚在几个作物周期中种植的三组具有遗传多样性的小麦品系和品种（超过700个）进行了基因组选择评估，加速了抗瘟小麦品种的培育。这项研究证明了分子标记辅助选择（MAS）和基因组选择（GS）在小麦抗稻瘟病育种方面的潜力,表明 MAS可能是选择2NS易位型稻瘟病抗性的有效策略。研究结果发表在《植物科学前沿》期刊上。

原文来源：ARS、AgroPages、Frontiers

编译机构：

北京市农林科学院数据科学与农业经济研究所

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