近期出現(xiàn)的一種叫做稈銹菌（stem rust fungus）的真菌菌株正威脅著全世界90%的馴化小麥品種。根據(jù)發(fā)表在6月27日《科學(xué)》（Science）雜志上的兩篇新研究論文報(bào)道，研究人員從對(duì)抗這一真菌的小麥近緣種中發(fā)現(xiàn)了兩個(gè)新基因，有可能使得這一真菌威脅很快得到遏制。

堪薩斯州立大學(xué)小麥遺傳學(xué)資源中心主任Bikram Gill說：“Ug99稈銹菌菌株正威脅著全世界的小麥作物，這是克隆出的第一批對(duì)抗Ug99的基因。因此，這是一個(gè)非常令人感到興奮的消息?！?/SPAN>

那些被用來制成面包和面食的馴化小麥品種為全球的人群提供了達(dá)20%的卡路里攝入。然而小麥有一個(gè)天敵——一種橘紅色的真菌生長(zhǎng)在它的莖部，最終殺死這一植物。在過去的50年，由于人們將其與包含抗性基因的品種進(jìn)行雜交，在馴化小麥中稈銹菌得到有效地控制。

然而在1999年的烏干達(dá)，稈銹菌增加了它的砝碼。出現(xiàn)的一種新真菌菌株戰(zhàn)勝了這一抗性，開始迅速地大面積破壞馴化作物。此外，隨后針對(duì)各種組合的馴化小麥品種進(jìn)行測(cè)試的結(jié)果揭示，90%的小麥品種都易感染這種稱作為Ug99的新菌株。

瑞士蘇黎世大學(xué)植物學(xué)家Simon Kittenger（未參與該研究）說：“最令人們感到擔(dān)心的是，這一疾病傳播極其迅速。現(xiàn)在存在于東非和南非所有的地區(qū)，甚至傳播到了也門和伊朗。如果進(jìn)一步傳播到亞洲，它有可能會(huì)影響世界上兩個(gè)主要的小麥生產(chǎn)國(guó)：印度和中國(guó)。這有可能是一場(chǎng)災(zāi)難。”

由于馴化小麥品種容易感染Ug99，澳大利亞聯(lián)邦科學(xué)與工業(yè)研究組織的研究員Evans Lagudah，轉(zhuǎn)向研究了小麥的一個(gè)野草近種：山羊草（Aegilops tauschii）。山羊草已知攜帶著一種名為Sr33的Ug99抗性基因。同時(shí)堪薩斯州立大學(xué)植物病理學(xué)家Eduard Akhunov開始著手調(diào)查原始小麥：栽培一粒小麥(Triticum monococcum L.)，它也攜帶著一種名為Sr35的Ug99抗性基因。

雖然科學(xué)家們?cè)缫阎来嬖?/SPAN>Sr33和Sr35基因，但卻不清楚它們?cè)谥参锘蚪M中的精確定位以及特性。研究小組進(jìn)行了遺傳作圖和DNA指紋分析，將他們的搜索對(duì)象縮小至幾個(gè)候選基因，然后通過導(dǎo)入突變，看看哪些會(huì)導(dǎo)致Ug99抗性喪失，找到了準(zhǔn)確的基因。

在山羊草基因組中一個(gè)叫做AetRGA1e的基因被證實(shí)是科學(xué)家們一直在尋找的Sr33基因，而來自栽培一粒小麥的CNL9基因則是Sr35。當(dāng)將其中一個(gè)基因轉(zhuǎn)移到Ug99易感小麥宿主中，它們賦予了小麥Ug99抗性。

這兩種基因提供的抵抗力存在一些差異。CNL9賦予了對(duì)Ug99和相關(guān)菌株幾乎完全的免疫，但對(duì)其他形式的稈銹菌易感，而AetRGA1e可以抵抗目前測(cè)試的所有稈銹菌菌株，但對(duì)Ug99只有中等抗性。出于這一原因，Lagudah認(rèn)為保護(hù)馴化小麥的最佳方案就是，將兩個(gè)基因共同導(dǎo)入到一株植物中?！拔覀冃枰日婢嵩缫徊?，因?yàn)樽罱K它將會(huì)發(fā)生突變，并戰(zhàn)勝這一抗性，”他說。

Akhunov認(rèn)為，將兩種基因?qū)雴我恍←溒贩N最快最簡(jiǎn)單的方法就是采用轉(zhuǎn)基因技術(shù)，但他也承認(rèn)這會(huì)引發(fā)圍繞轉(zhuǎn)基因作物的政治爭(zhēng)論?！拔覀兛梢圆捎媒?jīng)典的方法將這些基因轉(zhuǎn)移到小麥中，我們可以進(jìn)行雜交，并篩選出具有這些基因的植物，但它需要大量的時(shí)間。開發(fā)出這種植物可能需要5-7年的時(shí)間。如果疾病如Kittenger推測(cè)的那樣正快速傳播，有可能會(huì)存在延遲風(fēng)險(xiǎn)。而采用轉(zhuǎn)基因生成這種植物大約需要6個(gè)月時(shí)間?！?/SPAN>

Akhunov說，要考慮的另外一件事情是，這一病菌正在快速地進(jìn)化。自從發(fā)現(xiàn)Ug99以來，出現(xiàn)了另外5個(gè)或6個(gè)衍生菌株?！拔覀儾粌H要繼續(xù)尋找新的抗性基因，還需要想出更快的方法做出響應(yīng)?！?/SPAN>