2025年6月9日,中國科學院遺傳與發育生物學研究所劉志勇研究員領銜的植物免疫團隊和合作者在Nature Genetics以背靠背的形式發表兩篇研究論文。
“An atypical NLR pair TdCNL1/TdCNL5 from wild emmer confers powdery mildew resistance in wheat”論文通過圖位克隆和PacBio HiFi長讀長測序發現,TdCNL1編碼了具有鉀依賴性鈉鈣交換器整合結構域(新型ID)的非典型CNL蛋白,而TdCNL5編碼一個典型的CNL蛋白。突變體和病毒誘導基因沉默實驗表明,TdCNL1或TdCNL5基因功能喪失或基因沉默均導致抗性喪失。遺傳轉化實驗表明單獨轉入TdCNL1或同時轉入TdCNL1/TdCNL5的轉基因植株表現出抗性,而僅含有TdCNL5的轉基因植株則表現感病,揭示了TdCNL1和TdCNL5在小麥白粉病抗性中呈現功能互補性。
中國科學院遺傳與發育生物學研究所植物免疫團隊博士后朱科宇、副研究員李淼淼、副研究員董玲麗以及博士后張懷志為論文共同第一作者,中國科學院遺傳與發育生物學研究所劉志勇研究員和李淼淼副研究員、浙江省農業科學院?/湘湖實驗室華為副研究員、浙江農林大學戎均康教授為論文共同通訊作者。
“A head-to-head NLR gene pair from wild emmer confers stripe rust resistance in wheat”的研究通過圖位克隆和PacBio HiFi長讀長測序發現,TdNLR1編碼一個典型的NLR蛋白,而TdNLR2編碼一個缺失CC結構域非典型的NLR蛋白。突變體、病毒誘導基因沉默、轉基因和基因編輯敲除實驗表明以“頭對頭”方式排列的基因TdNLR1和TdNLR2都是YrTD121介導的條銹病抗性所必需的。
四川農業大學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論文共同第一作者,四川農業大學黃林副教授、劉登才教授、伍碧華教授、以色列海法大學Tzion Fahima教授、中國科學院遺傳與發育生物學研究所劉志勇研究員為論文共同通訊作者。
圖:野生二粒小麥抗白粉病基因MlIW170/Pm26和抗條銹病基因YrTD121克隆與育種利用
論文鏈接:
https://www.nature.com/articles/s41588-025-02208-z
https://www.nature.com/articles/s41588-025-02207-0
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