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二十年磨一剑!山东农业大学孔令让团队:找到小麦“癌症”克星,攻克世界性难题

齐鲁网 更新日期:2021-01-25 13:40:02
导读: 戳视频↑ 30秒get登上《Sicence》封面的研究成果齐鲁网·闪电新闻1月23日讯日前,山东农业大学孔令让教授团队研究成果“小麦抗赤霉基因Fhb7的克隆、机理解析及育种利用”先后入选2020年度“中国生命科学十大进展”和“中国十大科技进展”。(此前报道:30万次实验分析2.5万株小麦!山东这位教授科研成果入选2020年度“中国生命科学十大进展”,2020中国十大科技进展揭晓 山农大教授找到小麦...

戳视频↑ 30秒get登上《Sicence》封面的研究成果

齐鲁网·闪电新闻1月23日讯日前,山东农业大学孔令让教授团队研究成果“小麦抗赤霉基因Fhb7的克隆、机理解析及育种利用”先后入选2020年度“中国生命科学十大进展”和“中国十大科技进展”。(此前报道:30万次实验分析2.5万株小麦!山东这位教授科研成果入选2020年度“中国生命科学十大进展”2020中国十大科技进展揭晓 山农大教授找到小麦“癌症”克星入选

1月22日,闪电新闻记者来到山东农业大学的作物生物学国家重点实验室,孔令让教授正在认真查看抗赤霉病新型小麦品种的长势。目前,这种新型小麦已经分别完成了两年的预备试验和两年的区域试验,今年经审定后,可以大面积推广种植。“这意味着,老百姓们就可以吃上这种健康的馍馍了!”孔令让激动地说。

找到小麦“癌症”的克星

攻克世界性难题

赤霉病被称为小麦“癌症”,是威胁粮食安全的重大国际性难题。孔令让介绍,我国是小麦赤霉病受害面积最大的国家,每年赤霉病受害面积超过6000万亩,一般年份可减产20-30%,严重时可超过50%,甚至颗粒无收。更严重的是,病原菌分泌的霉菌毒素广泛污染谷物籽粒,严重威胁人畜健康。

历经多年探索,孔令让教授及其团队从小麦近缘植物长穗偃麦草中首次克隆出抗赤霉病主效基因Fhb7,且成功将其转移至小麦品种中,首次明确并验证了其在小麦抗病育种中不仅具有稳定的赤霉病抗性,而且具有广谱的解毒功能。

2020年5月22日,国际顶尖学术期刊《科学》杂志,以封面的形式发表了这一重大成果。这项研究成果,为从源头上解决小麦赤霉病问题提供了技术支撑和解决方案,保障群众“舌尖上的安全”。

困难重重但柳暗花明

科研需要“十年磨剑”的精神

早在20年前,孔令让团队便在小麦的近缘植物——长穗偃麦草中发现了抗赤霉病的基因(后被国际统一命名为Fhb7)。可是这个基因在哪里,抗病原理是怎样的,又能否克隆到小麦身上?

“要从十几万个基因里边要找到这个抗赤霉病的基因,好像大海捞针一样难。”孔令让回忆,精准定位Fhb7是研究过程中遇到最大的困难。十年间,孔令让带领团队创制了多种不同类型的5万个单株群体,以应付各种预想不到的困难和挑战。

论文的第一作者和共同通讯作者王宏伟教授说,仅仅是定位基因大概就30万次PCR (Polymerase Chain Reaction:聚合酶链反应) 实验。

基因找到了,然而小麦杂交的工作细致繁重。偃麦草是小麦近缘植物,二者染色体间难以自由交换,因此难以得到重组体。

在创建小麦-长穗偃麦草抗赤霉病短片段易位系的过程中,科学家们发现抗赤霉病基因Fhb7与黄色素基因Psy的紧密连锁。就是因为这种基因存在,会让面粉发黄,影响育种。于是,团队挨个实验,最终从2.5万多株小麦里选到了两株打破连锁的重组体。

2010年基因初步定位,2015年精细定位,终于在2020年完成了基因的克隆和抗病原理解析。孔令让相信,就是“十年磨一剑”的这种品质一直激励着团队攻克种子工程当中的难题。

突破种源瓶颈 端牢“中国饭碗”

数据表明,如果感病对照品种严重度是60%的话,携带Fhb7品种赤霉病感染程度只有20%左右。因此,抗赤霉病小麦品种的推广种植,可以大大降低霉菌毒素危害,减少田间农药的使用,降低农药残毒,也降低生产成本,促进小麦产业高质高效发展

孔令让也向闪电新闻记者介绍,团队已经通过杂交、回交、分子标记辅助选择以及加代技术,将长穗偃麦草抗赤霉病基因Fhb7转移到全国主要麦区的20多个主栽品种中,表现出稳定的赤霉病抗性目前,抗赤霉病种质材料已发放全国70多家单位育种利用。

据悉,今年起,抗赤霉病小麦品种将在各省陆续审定。孔令让相信,抗赤霉病小麦品种的大面积推广种植,将为我国小麦产业高质高效发展、农民富裕富足、国家粮食安全提供核心技术支撑。

闪电新闻记者 刘依 董国徽 通讯员 薛瑞 报道

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