近日,粮作所小麦遗传育种团队联合南京农业大学植物保护学院等在The Plant Journal 在线发表了题为 “Overexpression of plant chitin receptors in wheat confers broad-spectrum resistance to fungal diseases” 研究论文,揭示了过表达几丁质受体CERK1基因,能够提升小麦广谱抗真菌病害的潜力。
该研究通过序列比对、结构预测和分子对接分析,发现作物几丁质受体TaCERK1、OsCERK1与拟南芥中的AtCERK1尽管在结构上有高度保守性,但是在LysM结构域的几丁质结合能力上有差异,拟南芥的AtCERK1能够表现出比禾本科作物CERK1更强的免疫反应。在禾本科作物中,CERK1也能识别几丁质,但是与另一共受体CEBiP协同作用才能更加有效激活几丁质诱导的免疫反应。过表达拟南芥AtCERK1和小麦TaCERK1的小麦株系对多种真菌病害(赤霉病、茎基腐病、条锈病和白粉病)表现出显著的抗性提升,其中AtCERK1相较于TaCERK1表现出更优越的抗病性,且适度表达的转基因株系可以在不影响作物生长与产量的前提下增强抗病性,提出了通过利用植物几丁质受体来增强小麦广谱抗病性的潜在策略。
过表达CERK1增强小麦对多种真菌病害的抗性
江苏省农业科学院与西南科技大学联合培养已毕业硕士研究生王黎榕、粮作所小麦团队何漪研究员和南京农业大学植保学院在读博士生郭歌为论文共同第一作者,南京农业大学植保学院李刚教授为论文通讯作者。南京农业大学植物保护学院张正光教授、西南科技大学周新力教授等参与了该研究工作。感谢南京农业大学王秀娥教授和山东省农业科学院李根英研究员对本研究的建议和帮助。该研究得到国家重点研发计划、江苏省种业“揭榜挂帅”、江苏省农业自主创新等项目的支持。
论文链接:https://doi.org/10.1111/tpj.17035