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马铃薯团队晚疫病持久抗性国际合作研究取得良好进展
时间:2019-07-02

晚疫病是具有毁灭性的马铃薯头号病害。我国作为世界马铃薯第一生产大国,晚疫病严重威胁着马铃薯生产。由于晚疫病菌进化速度快,很容易克服R基因控制的抗性。培育具有持久和广谱抗性的马铃薯品种是防治晚疫病最经济、最有效的方式。如何选育具有持久和广谱抗性的马铃薯品种是世界性难题。为了探究马铃薯持久和广谱抗性机制、选育持久抗性品种,马铃薯团队田振东教授领衔的课题组坚持晚疫病抗性研究近20年,从晚疫病抗性资源筛选与利用、持久抗性分子机理、持久抗病/抗性基因克隆和马铃薯-晚疫病分子互作方面开展了系统研究。课题组在国家“863”项目、国家自然科学基金国际地区合作项目、国家自然科学基金面上项目、国家外专局高端外专项目和学校国际合作培育项目资助下,与英国邓迪大学、英国詹姆斯·赫顿研究所、国际马铃薯中心开展了广泛合作研究。在国际上克隆了第一个控制马铃薯晚疫病持久抗性的QTL基因,发现该基因是一个具有数量抗性特征的经典抗病基因R8。通过对600多份搜集自国内外马铃薯资源材料的抗性鉴定,筛选出80多份抗性资源材料。利用抗病基因组测序技术,系统解析了这些资源材料的抗病基因组成,建立了96份材料的抗病基因谱。首次明确了当前我国及国外引进主要晚疫病抗性育种材料抗性主要由R8基因提供,另外在一些材料中发现含有晚疫病广谱抗病基因RBPat1和未知的抗病基因。开发了可用于分子标记辅助育种的R8Pat1基因的特异分子标记、已用于抗病基因聚合的育种实践。这些研成果为我国马铃薯晚疫病抗病育种奠定了坚实的资源和技术基础。效应子是卵菌致病的“核心武器”,晚疫病菌侵染时会分泌效应子进入马铃薯细胞、通过靶向马铃薯细胞内的多种靶蛋白来抑制免疫应答。

课题组通过与英国邓迪大学爱丁堡皇家学会Paul Birch院士团队的合作,对50多个晚疫病菌“核心”效应子的基础功能进行了解析,发现这些效应子通过对马铃薯抗性正调控因子的抑制和对抗性负调控因子的利用来抑制马铃薯抗性,这些效应子靶标往往是马铃薯免疫应答通路的关键节点。解析晚疫病菌抑制寄主免疫应答的机制可为发掘晚疫病持久抗性育种新策略提供理论基础。

近5年来,田振东教授课题组在国际期刊Nature Communications (1篇)、New Phytologist (1篇)、Molecular Plant (1篇)、PLoS Genetics (1篇)、Plant Physiology (4篇)和Journal Experimental Botany (4篇)发表国际合作研究论文12篇,其中7篇第一作者(或共同一作者)为我校博士研究生。Paul Birch院士现为我校名誉教授,国家外专局批准受聘我校2015-2017 “高端外国专家”。田振东教授和Paul Birch院士已联合培养博士2名。Paul Birch院士及其团队成员每年来校开展国际合作交流,指导博士和硕士研究生开展研究。通过多年的坚持,马铃薯团队晚疫病持久抗性理论与应用研究走在国内前列,在国际上的影响力稳步提升。


审核:田振东