CGM第527期：小麦条锈病抗性基因全景图及其育种利用

小麦条锈病是全球性流行真菌病害，需要从全局考虑，通过锈病防控协作组大联合来共同防治该病害。由于条锈菌小种变异频繁，全球各地相继出现新小种已克服大部分生产上使用的抗性基因，从而导致小麦抗病育种出现“兴衰循环”。因此，需要不断寻找新的抗性来源提高小麦新品种抗性，通过合理的基因布局来应对快速变异的条锈菌。本研究联合国内多家单位，在世界范围内征集了超过14000份普通小麦，包含国内外农家种、主栽品种、高代品系、核心种质等，根据来源、生长习性、多样性结合条锈病各流行区特点，挑选2191份作为多样性代表进行基因组重测序，整合绘制了高密度基因组变异图谱。结合多年多点的近50000个条锈病抗性表型数据，利用全基因组关联分析及元分析，全面揭示了全球不同小麦地区抗条锈病的基因组基础，回答了不同小麦条锈病流行区使用的主要抗病位点及其分布规律，剖析和评估现有普通小麦种质资源中抗条锈病相关的优异位点；绘制了小麦抗条锈病基因全景图，共包含431个QTL位点，其中超过2/5为新定位QTL，结合转录表达、单倍型变异、候选基因关联分析等，筛选到559个候选基因，利用图位克隆、突变体分析、转基因等手段，成功验证一系列抗病（等位）基因，如Yr5x、Yr6、Yr9、Yr18b、Yr25、Yr27b、Yr29、Yr46b、Yr52、Yr78、Yr85、Yr86等已命名基因，以及YrJ22、YrJ44、YrKB、YrRc、YrZH84等暂命名基因，并初步探究了不同基因组合的遗传互作关系，系统性评估抗性对产量、品质性状以及其他重要性状是否存在影响，为大幅度提高小麦抗病性提供了理论依据和优质基因（组合），将有效地推动普通小麦抗病分子育种进程，最终为实现条锈病的绿色防控奠定坚实的基础。