中国农业科学院植保所提出高通量筛选多堆柄锈菌无毒基因和玉米抗南方锈病基因的研究策略

　　由多堆柄锈菌（ Puccinia polysora  Underw）侵染引起的玉米南方锈病在世界范围内广泛发生流行危害，严重威胁我国和全球玉米安全生产，可持续控制玉米南方锈病亟需合理有效培育和种植抗性品种。

 

　　近日，粮食作物真菌病害监测与防控团队在《Trends in Plant Science》在线发表题为“Gene-for-gene-mediated resistance to southern corn rust in maize”的观点评述论文，系统评述了玉米抗南方锈病基因（ RppC 和 RppK ）和病原菌相对应的无毒基因（ AvrRppC 和 AvrRppK ）在基因对基因水平上的作用机制，并提出高通量筛选病原菌无毒基因和寄主抗性基因的研究策略：（1）首先，选择多堆柄锈菌流行性生理小种接种玉米遗传多样性自交系群体，筛选出抗病品系；（2）然后，在抗病自交系原生质体中瞬时表达多堆柄锈菌流行性生理小种的效应蛋白，能够产生过敏性反应（Hypersensitive response，HR）的效应蛋白作为候选无毒蛋白；（3）其次，进一步将候选无毒蛋白在感病自交系原生质体中瞬时表达，去除在感病自交系也能引起HR的候选蛋白，在抗病自交系中特异性引起HR的被认定为无毒蛋白；（4）最后，利用无毒蛋白作为诱饵，通过酵母双杂交、免疫亲和沉淀等方法筛选玉米抗病基因。病原菌无毒基因和寄主抗病基因的克隆将对加速玉米南方锈病抗性育种进程和实施多堆柄锈菌群体结构动态监控具有重要意义。

 

　　中国农业科学院植物保护研究所和深圳农业基因组研究所联合培养博士后梅杰为该论文的第一作者，刘文德研究员为该论文的通讯作者，深圳农业基因组研究所周绍群研究员参与了此项工作。该研究得到中国农科院农业科技创新工程、国家自然科学基金（32061143033）等项目资助。

 

　　原文链接：https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/36522259/