白粉病是危害小麥生產的重要病害，重病田減產可達40%以上。我國科學家持續開展科研攻關，闡明了小麥新型mlo突變體既抗白粉病又高產的分子機制，并通過多重基因組編輯，使主栽小麥品種快速獲得廣譜抗白粉病的優異性狀。
該研究由中國科學院高彩霞團隊、邱金龍團隊和肖軍團隊合作完成，相關成果2月10日在國際學術期刊《自然》發表。
“病原菌的成功侵染需要利用植物感病基因，感病基因的突變通常能夠賦予植物廣譜持久的抗病性，然而，感病基因具有重要的生理功能，其突變會給植物生長發育帶來多種負面效應。”高彩霞介紹，如何實現“魚與熊掌兼得”，是利用感病基因進行植物抗病育種的關鍵。
小麥是最重要的主糧作物之一，其產量和品質直接關系到世界糧食安全。早在2014年，中科院研究團隊就利用基因組編輯技術定向突變小麥的感病基因MLO，獲得了對白粉病具有廣譜持久抗性的材料，但該小麥mlo突變體表現出白粉病抗性的同時，也出現了早衰、植株變矮、產量下降等負面表型。
最終，研究人員在大量基因組編輯小麥突變體中篩選獲得了一個新型mlo突變體Tamlo-R32，該突變體表現出對白粉菌完全的抗性，同時生長發育和產量正常。經過8年的通力合作，研究人員最終解析了小麥Tamlo-R32突變體表型形成的分子機制。
為將研究成果應用于抗病育種，研究人員利用CRISPR多重基因組編輯技術，在小麥主栽品種中創制相應的基因突變，僅2至3個月就成功在多個小麥主栽品種中獲得了具有廣譜白粉病抗性，且生長和產量均不受影響的小麥種質。相比于傳統育種方法，基因組編輯育種極大縮短了育種進程。
中國工程院院士康振生評價說：“這項研究是小麥抗白粉病育種的重要進展，也為培育抗病高產作物品種提供了新的思路和技術路線，同時也充分展現出基因組編輯在現代農業生產中巨大的應用前景。”
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