中国科学家找到治愈小麦“癌症”的关键钥匙！全世界已30年无突破性进展
◎ 科技日报采访人员 王延斌 通讯员 翟荣惠
小麦赤霉病不仅导致小麦减产 ， 食用病麦还会使人中毒 ， 被称为小麦“癌症” 。 三十多年来 ， 对付赤霉病的研究全球都无突破性进展 。
北京时间4月10日 ， 国际知名学术期刊《科学》（Science）在线发表文章称 ， 来自中国的山东农业大学科研团队经过长期努力 ， 首次从小麦近缘植物长穗偃麦草中克隆出抗赤霉病基因Fhb7 ， 并揭示了其抗病分子机制 。 携带该基因的材料已被多家单位用于小麦育种 ， 表现出稳定的赤霉病抗性 。 这一发现为解决小麦赤霉病这一世界性难题找到了关键“钥匙” 。
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小麦赤霉病
小麦赤霉病是全球小麦生产中面临的重大病害 ， 也是威胁世界粮食生产和食品安全的重大难题 。 该病由镰刀菌属真菌侵染而产生 ， 可导致小麦减产10%—20% ， 严重时达80%—90% ， 重病田可致绝收 。 感染赤霉病的小麦籽粒干瘪 ， 淀粉与蛋白质含量降低 ， 出粉率降低 ， 湿面筋含量减少 。 更为重要的是 ， 其产生的呕吐毒素严重污染食品和饲料 ， 被世界卫生组织定为天然存在的最危险的食品污染物 ， 可引起人畜中毒 。 呕吐毒素同时可在人和哺乳动物体内逐渐积累 ， 诱发免疫功能下降等慢性毒副作用 。
据中国工程院院士、长期致力于小麦赤霉病研究的作物遗传育种学家程顺和介绍 ， 小麦赤霉病是世界范围内极具毁灭性且防治困难的真菌病害 ， 培育与利用抗病品种是首要选择 。 但是 ， 受制于理论认知和技术水平 ， 半个多世纪以来 ， 关于赤霉病的研究全球鲜有突破性进展 ， 特别是小麦种质资源中可用的主效抗赤霉病基因非常稀少 。
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孔令让教授及部分团队成员
该团队负责人、山东农业大学孔令让教授向科技日报采访人员介绍 ， 经过20年持续研究 ， 我们发现小麦近缘植物长穗偃麦草7E染色体长臂末端携带抗赤霉病主效基因 ， 并在国际上统一命名为Fhb7 。 历经抗病基因初定位、精细定位、图位克隆、抗病分子机制解析等长期探索 ， 团队最终成功将该基因转移至小麦品种 ， 并明确了其在小麦抗病育种中的稳定抗性和应用价值 。 研究同时表明 ， Fhb7基因对很多镰刀菌属病原菌具有广谱抗性 ， 携带该基因的小麦品系在抗赤霉病的同时 ， 对小麦另一重大病害茎基腐病也表现出了明显抗性 。
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Fhb7的跨物种转移和抗赤霉病分子机理
科技日报采访人员了解到 ， 几年来 ， 科研团队已将携带Fhb7基因的小麦种质材料分发到30多家育种单位 ， 用于小麦赤霉病抗性的遗传改良 ， 并在山东、河南、江苏、安徽等小麦主产区进行了广泛试验 。 表型调查发现 ， 在多种遗传背景下 ， Fhb7基因能显著提高小麦对赤霉病的抗性 ， 同时对产量无负面影响 。 目前 ， 携带Fhb7基因的多个小麦新品系已经进入国家、安徽省、山东省预备试验和区域试验 ， 并被纳入我国小麦良种联合攻关计划 ， 为从源头上解决小麦赤霉病问题提供了解决方案 。
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抗赤霉病基因Fhb7的转移利用
“该研究成果同时表明 ， Fhb7基因可以有效分解呕吐毒素 ， 产生解毒效应 ， 这一特性有望在粮食深加工和饲料工业中得到广泛应用 。 ”美国国家科学院院士、北京大学现代农业研究院首席科学家邓兴旺告诉采访人员 。
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