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为解决硬粒小麦受土壤传播谷物花叶病毒（SBCMV）和小麦梭条斑花叶病毒（WSSMV）威胁的问题，研究人员对 212 个硬粒小麦基因型进行研究。结果发现 23 个低病毒载量且症状减轻的基因型，还确定了相关基因组区域和候选基因，为培育抗性品种提供依据。
在广袤的麦田里，硬粒小麦作为制作意面等美食的重要原料，一直扮演着关键角色。然而，近年来，它却深受病毒的侵害。土壤传播谷物花叶病毒（SBCMV）和小麦梭条斑花叶病毒（WSSMV）如同隐藏在土壤中的 “杀手”，借助土壤中的传播媒介 —— 禾谷多粘菌（Polymyxa graminis Led.）肆意扩散，给硬粒小麦的种植带来了严重威胁。这些病毒不仅能在土壤中存活长达 20 年，而且化学防治手段要么效果不佳，要么对环境不友好，因此培育抗性品种成为当务之急。
在此背景下，国外研究人员开展了一项针对硬粒小麦对这两种土传病毒抗性的研究。研究人员从全球硬粒小麦种质资源库中精心挑选了 212 个硬粒小麦基因型，其中大部分是地方品种。他们在半控制环境下进行实验，让这些小麦在感染了禾谷多粘菌（携带 SBCMV 和 WSSMV）的土壤中生长。经过一系列研究，研究人员发现不同基因型对这两种病毒的反应差异显著。23 个基因型表现出对两种病毒的低病毒载量和减轻的症状，这为培育新的抗性硬粒小麦品种提供了重要资源。此外，通过全基因组关联研究（GWAS），研究人员还确定了与 SBCMV 或 WSSMV 抗性相关的基因组区域以及潜在的候选基因。该研究成果发表在《Current Plant Biology》上，为硬粒小麦的抗病育种提供了关键依据，有助于保障全球小麦的安全生产。
在研究过程中，研究人员主要运用了以下关键技术方法：一是利用 Illumina iSelect 90K SNP 阵列技术对小麦基因型进行基因分型，分析群体结构；二是通过定量实时荧光定量 PCR（qRT-PCR）技术测定叶片组织中的病毒载量，以此评估小麦对病毒的抗性；三是运用全基因组关联研究（GWAS）方法，结合多种模型分析，鉴定与病毒抗性相关的单核苷酸多态性（SNP）位点及候选基因。
研究结果具体如下：
- SNP 标记、连锁不平衡（LD）衰减和群体结构分析：经过筛选，研究人员得到 13551 个高质量的信息性 SNP 用于后续分析。STRUCTURE 分析将 211 个硬粒小麦基因型分为 4 个聚类，这表明所选群体维持了原群体的遗传多样性。
- 土壤传播病毒的检测：研究人员确认了实验土壤中存在禾谷多粘菌，且通过 RNA 测序和生物信息分析发现实验小麦植株中的病毒仅为 SBCMV 和 WSSMV，为后续实验提供了可靠的病毒接种环境。
- SBCMV 和 WSSMV 感染的评估：在半控制环境下种植的 212 个基因型小麦出现了不同程度的病毒症状。通过 qRT-PCR 分析发现，SBCMV 在不同基因型中的病毒载量差异很大，而 WSSMV 感染了所有基因型，且多数表现为高病毒载量。进一步分析发现，23 个基因型对两种病毒均表现出低病毒载量和减轻的症状，可被视为具有抗性。
- 关联分析：通过单位点和多位点 GWAS 分析，研究人员分别确定了与 SBCMV 和 WSSMV 抗性相关的显著 SNP 位点。其中，与 SBCMV 抗性相关的一个位点在 4B 染色体上，与 WSSMV 抗性相关的两个位点分别在 6A 和 4B 染色体上。这些位点周围的染色体区域包含了多个可能与病毒抗性相关的候选基因。
在研究结论和讨论部分，研究人员指出，此次实验在半控制环境下成功模拟了自然感染条件，为研究植物与土传病毒的相互作用提供了有效方法。qRT-PCR 技术在定量检测病毒载量方面表现可靠，有助于准确评估小麦对病毒的抗性。研究还发现，除了已报道的与病毒抗性相关的位点外，可能存在其他基因组区域参与了对这两种土传病毒的抗性调控。这些候选基因的发现为进一步研究小麦抗病毒机制提供了重要线索，虽然还需要更多实验验证，但该研究为硬粒小麦抗病毒育种奠定了坚实基础，有望推动培育出更具抗性的硬粒小麦品种，保障小麦产量和质量，对全球农业生产具有重要意义。
