野生二粒小麦头对头排列的NLR基因对赋予小麦条锈病抗性机制解析

《Nature Genetics》：A head-to-head NLR gene pair from wild emmer confers stripe rust resistance in wheat

小麦条锈病严重威胁全球粮食安全。研究人员通过图位克隆和长读长测序技术，从野生二粒小麦中分离出两个相邻的核苷酸结合及富含亮氨酸重复序列受体（NLR）。研究发现，头对头排列的TdNLR1 （编码CC-NB-ARC-LRR蛋白）和TdNLR2 （编码NB-ARC-LRR蛋白）共同介导YrTD121 抗性，其无整合域的结构为植物NLR配对提供了新范式。该成果为抗病育种提供了重要靶点。

　　

在对抗小麦条锈病（由真菌Puccinia striiformis
引起）的战役中，科学家们从野生二粒小麦（Triticum dicoccoides
）的基因组中挖到了宝藏——一对以头对头方式排列的免疫哨兵基因TdNLR1
和TdNLR2
。这对核苷酸结合寡聚化结构域-亮氨酸重复序列（NLR）基因就像植物免疫系统的特工搭档：TdNLR1
携带完整的CC-NB-ARC-LRR结构域装备，而它的搭档TdNLR2
则轻装上阵，仅保留NB-ARC-LRR核心模块。有趣的是，这对特工既没有携带常见的效应因子识别"雷达"（整合域），也不按常规套路出牌——必须联手才能激活YrTD121
介导的抗病防线。

实验显示，TdNLR1
的卷曲螺旋（CC）结构域不仅能在植物细胞内引发"自杀警报"（细胞死亡），还能自我组装形成防御联盟。更令人振奋的是，这个抗病组合是野生二粒小麦的独门武器，在现代栽培小麦（Triticum
属）中遍寻不见。这项发现不仅揭示了植物免疫系统中NLR基因对的精妙协作机制，更为设计"多基因护甲"的抗病育种策略提供了精准靶点，让科学家们距离实现小麦持久抗锈的梦想又近了一步。