6月9日，《自然-遺傳學》（Nature Genetics）發表了由四川農業大學小麥研究所團隊領銜，中國科學院遺傳與發育生物學研究所、以色列海法大學等7家單位合作完成的重要研究成果。該研究成功從小麥的“野生祖先”—野生二粒小麥中，克隆出一對協同作戰的關鍵抗病“基因搭檔”：TdNLR1和TdNLR2。這項研究發現小麥中NLR類抗病基因以“搭檔”形式協同工作對抗條銹病，拓展了小麥NLR抗病蛋白抵御病原菌的科學認知。

該論文由四川農業大學小麥研究所博士生胡燕靈和中國科學院遺傳與發育生物學研究所李淼淼副研究員為共同第一作者；四川農業大學黃林副教授、劉登才教授、伍碧華教授、中國科學院遺傳與發育生物學研究所劉志勇研究員、以色列海法大學Tzion Fahima教授為共同通訊作者。

八年磨一劍：從野生資源到抗病新基因

小麥條銹病是一種全球性的嚴重真菌病害，能造成小麥大幅減產，威脅糧食安全。現有的抗病小麥品種基因來源相對單一，病菌容易“進化”突破其防御。而野生小麥在長期自然進化中，積累了豐富的抗病基因“寶藏”。

2012—2016年，黃林在以色列海法大學讀博期間，發現一份編號為TD121的野生二粒小麥對條銹菌具有極強的抗病能力。2017年，回國加入劉登才教授團隊后，帶領研究生胡燕靈等人員，對該引進資源展開了長達8年的深入研究。研究團隊最終鎖定了關鍵抗病位點YrTD12，進一步在小麥1B染色體短臂上成功找到了這對核心抗病基因—TdNLR1和TdNLR2。TdNLR1：編碼一個結構完整的免疫蛋白（CC-NB-LRR），就像裝備齊全的“主攻手”，是執行抗病功能的核心。TdNLR2：編碼一個缺少部分結構（CC結構域）的蛋白，如同特殊的“輔助兵”。研究團隊通過基因沉默、基因編輯、轉基因等多種實驗手段充分證實：TdNLR1的抗病能力，必須依賴TdNLR2的協助才能發揮出來；TdNLR2很可能扮演著“助手”角色，幫助傳遞關鍵免疫信號。

新型“基因搭檔”：育種應用價值大

這對天然存在于野生二粒小麥中的新型“基因搭檔”，在現代栽培小麥中尚未發現。研究團隊已將這對基因導入四川小麥，培育出了高抗條銹病的新品系。TdNLR1/TdNLR2這對組合結構新穎，作用模式獨特，為小麥抗病育種提供了寶貴的新型基因資源和潛在的抗病新機制，有望助力培育出抗性更持久、更廣譜的小麥新品種，這對于保障小麥穩產高產有重要意義。

黃林副教授長期致力于小麥抗條銹病遺傳育種研究，聚焦發掘小麥祖先種中的新抗源并解決抗病持久性問題。其主要貢獻包括定位克隆小麥祖先種抗條銹病基因YrAS2388（育成品種蜀麥1675）、YrTD121，Yr15（育成品種蜀麥1868、蜀麥40），發掘其他小麥野生近緣種抗病基因YrAS286-2BL、YrZ41-2AL、YrZ15-1370等，為抗病育種提供了系列新基因資源。研究結果以通訊或第一作者（含共同）發表在Nature Genetics、Nature Communications、Annual Review of Phytopathology、Theoretical and Applied Genetics等期刊。主持國家自然科學基金生物育種專項、面上項目、青年項目等。

野生二粒小麥

論文鏈接：

https://www.nature.com/articles/s41588-025-02207-0