中国农业科学院作科所发现广谱抗黑条矮缩病毒新基因

        中国农业科学院作物科学研究所玉米遗传改良与新品种选育创新团队揭示了转录因子ZmGLK36调控玉米抗粗缩病的分子机制，发现该基因通过增强茉莉酸介导的防御反应来抑制病毒的复制，从而提高玉米对水稻黑条矮缩病毒的抗性，该研究为抗粗缩病玉米育种等作物抗病改良提供了基因资源和理论基础。相关成果发表于《Nature Plants》。该研究团队完成了玉米抗病自交系齐319的高质量参考基因组组装和注释，结合构建的重组自交系群体和染色体片段代换系群体图位克隆了主效抗病基因ZmGLK36。研究发现该基因5'-非编码区的变异能够影响其表达，从而调控玉米对水稻黑条矮缩病毒的抗性。进一步研究发现该基因编码的转录因子，通过激活下游茉莉酸生物合成路径关键基因的表达，增强茉莉酸介导的防御反应来抑制病毒的复制，提高玉米对水稻黑条矮缩病毒的抗性。通过分子标记对10个自交系及其杂交种进行抗性改良，田间试验表明，人工接种条件下改良后的杂交种较原始材料发病率普遍降低10%-15%，产量提高16%。此外，在小麦Fielder和水稻淮稻5号中过表达ZmGLK36，人工接种后同样也可以降低植株发病率20%-30%，表明ZmGLK36在不同作物中均具有调控对水稻黑条矮缩病毒抗性的保守性功能。该研究深入阐明了转录因子ZmGLK36调控对水稻黑条矮缩病毒抗性的分子机制，为作物抗病分子育种提供了理论支持和新的抗病基因资源。