玉米基因组可以同时对抗多种病原体

　　

伊利诺伊州乌尔巴纳。-在不断变化的气候中，玉米种植者需要为任何事情做好准备，包括新的和不断变化的疾病动态。因为不可能预测哪一年会出现哪种破坏性疾病，所以对种植者来说，抗多种疾病的玉米将是一个巨大的胜利。现在，伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校的研究人员正在推动该行业向这一目标迈进。

高斯萎蔫病是一种细菌性疾病，真菌病是灰斑病、北方玉米叶枯病和南方玉米叶枯病，这些疾病对美国中西部乃至全球的种植者都很重要。这项研究发表在《G3基因|基因组|遗传学》杂志上，揭示了与对这四种疾病的抵抗力相关的基因组区域。

“我们不仅发现了对每种疾病具有抗性的基因组区域，而且还确定了一些对所有这些疾病都具有抗性的实验玉米品系。这项新研究的资深作者、加州大学农业、消费者与环境科学学院(ACES)作物科学系副教授Tiffany Jamann说:“这些发现应该有助于该行业开发出能够同时抵抗多种疾病的材料。”

该团队在抗病和易感玉米品系之间进行了几次战略性杂交，使他们能够将抗性特征映射到基因组的特定位置。目前，这些区域相当大，包含数百个单独的基因。如果有特定的基因具有巨大的影响，它们还没有被发现。

尽管如此，确定重要的区域是有帮助的，因为抗病能力很少归结于单个基因。事实上，多个基因共同作用的加性或数量力量可能意味着更持久的抗性。如果病原体找到了绕过特定抵抗机制的方法，就有备用方案。有趣的是，这种持久性甚至可以对抗不同种类的病原体。

“我们发现19个区域与抵抗细菌性疾病高斯枯萎病有关。其中几个区域也涉及对真菌病原体的抗性，”Jamann说。“因此，利用相同的遗传区域同时培育出对几种疾病的抗性是可能的。”

真菌和细菌在生物学上是非常不同的，但它们都必须找到进入植物的方法，在整个植物中传播并繁殖。Jamann说，抗性基因可能会触发植物脉管系统的变化，使这两种病原体更难移动，但她仍然不能确切地说这些基因是如何帮助植物保护自己的。不过，由于国家科学基金会2022年的资助，她正在研究这个问题。

尽管该团队确定了对所有四种疾病都具有抗性的三种玉米品系，但由于这项工作，种植者还需要一段时间才能购买具有多重抗性的玉米种子。首先，贾曼的团队将对这项研究中突出的区域进行精细绘制，以找到任何主要影响基因，然后将这些信息传递给育种者，他们可以培育出耐寒的新杂交品种。尽管如此，贾曼说，多重阻力正在形成。