本网讯（通讯员 李欢欢）近日，我校许为钢院士领衔的“小麦近缘种基因组工程科技创新团队”，在国际著名学术期刊《Nature Communications》在线发表了题为“An NLR protein with two distinct LRR domains mediates resistance to wheat powdery mildew”的研究论文。这是该团队继2024年在该刊连续发表3篇抗白粉病基因克隆论文后，取得的又一重要进展。
针对小麦近缘种属基因克隆难题，团队探索出外源基因克隆与种质创新协同双赢的“1-2-3”策略。该策略有效解决了近缘种染色体与小麦部分同源染色体的重组障碍，依托目标基因供体转录组序列进行分子标记开发与候选基因发掘，大幅降低了对供体近缘种参考基因组的依赖，在克隆抗病基因的同时，创制出携带外源小片段染色体的抗病新种质，兼具成本低、效率高的突出优势。依托该策略，团队此前已成功克隆来自山羊草属的Pm13、Pm57、Pm6Sl三个抗白粉病基因，并创制出一批微小片段重组体抗病新种质，相关成果于2024年相继发表在《Nature Communications》。
此次研究中，在缺乏尾状山羊草参考基因组、且其7C染色体存在大片段结构变异的情况下，团队依托“1-2-3”策略，成功克隆了来自尾状山羊草7C染色体的小麦抗白粉病基因Pm7C，发现其编码融合两个LRR结构域的新型NLR蛋白，并创制了Pm7C小片段重组体新种质、开发了Pm7C功能分子标记。至此，团队依托“1-2-3”策略已成功克隆4个小麦近缘种抗白粉病基因。
小麦白粉病是由活体营养专性寄生真菌白粉菌引起的一种世界性病害，严重影响小麦的产量和品质。小麦野生近缘种属蕴藏着丰富的抗白粉病基因，将这些优异基因导入普通小麦，能够极大丰富小麦抗病基因资源，有力推动小麦抗病育种的发展。
本团队发现小麦野生近缘种尾状山羊草7C染色体携带抗白粉病基因Pm7C，基于“1-2-3”抗病基因克隆策略，综合精细定位、共线性分析与Pm7C供体亲本转录组测序，挖掘出Pm7C候选基因；并结合感病突变体分析、VIGS诱导基因沉默和转基因功能验证，快速克隆了Pm7C基因。该基因编码融合两个LRR结构域的新型CNL类抗病蛋白。此外，团队还开发了Pm7C基因功能分子标记，创制了Pm7C抗病小片段重组体。该项成果不仅为拓展植物抗病分子机理奠定了重要基础，为小麦抗病育种提供了宝贵的基因资源与理论指导，也为其他近缘种属来源抗病基因的克隆和育种利用提供了新思路。
图1. 尾状山羊草7C染色体抗白粉病基因Pm7C图位克隆与功能验证
我校生命科学学院博士研究生任月明为论文第一作者，许为钢院士、刘文轩教授、李欢欢副教授、赵月副教授为论文共同通讯作者。本团队马超、刘倩雯、卫琳三位老师，烟台大学马鹏涛教授、中国科学院遗传与发育生物学研究所贺飞研究员、南京农业大学曹爱忠教授等，均为本研究提供了指导与帮助。本研究得到国家自然科学基金等项目的资助。
论文链接：https://www.nature.com/articles/s41467-026-79327-6
编辑/黄璞 李培亚 审核/张心晨 签发/陈玺
