一個國際研究小組在防治臭名昭著的馬鈴薯疫病疫黴方面取得了重大進展。 在美洲茄屬植物(廣泛分佈的野生植物黑龍葵科)中發現的一種新基因已被證明可以使馬鈴薯對 1 種經過測試的致病疫黴變種具有抗性。 關於這個新 Rpi-amrXNUMX 基因的出版物今天下午發表在《自然植物》雜誌上。
致病疫黴(Phytophthora infestans)真菌會引起晚疫病,並在過去導致嚴重的飢荒和社會動盪。 即使在今天,這種疾病也可能導致毀滅性的損失。 化學控制也給環境帶來了極大的負擔。
抗性基因可以確保植物辨識所謂的疫黴屬無毒蛋白。 這種識別會導致快速的免疫反應(超敏反應,受攻擊植物細胞的快速局部細胞死亡),從而阻止感染。
近幾十年來,從野生馬鈴薯品種中分離出相當多的抗性基因,特別是來自南美洲和中美洲的馬鈴薯品種。 然而,這些抗性基因有一個主要缺點:致病疫黴可以相對快速地突變無毒基因,導致無毒蛋白不再被識別並且不會發生免疫反應。 然後我們說抗性基因已被「破壞」。 這(不幸的是)很常見。
近幾十年來,從野生馬鈴薯品種中分離出相當多的抗性基因,特別是來自南美洲和中美洲的馬鈴薯品種。 然而,這些抗性基因有一個主要缺點:致病疫黴可以相對快速地突變無毒基因,導致無毒蛋白不再被識別並且不會發生免疫反應。 然後我們說抗性基因已被「破壞」。 這(不幸的是)很常見。
美洲茄
來自英國的研究人員與瓦赫寧根大學和研究中心合作(WUR)和德國的研究人員成功地從美洲茄中分離出新的廣譜抗性基因。 這種植物以不受晚疫病影響而聞名。
分離出的新抗性基因(Rpi-amr1)似乎具有許多特殊特徵。 例如,它們辨識致病疫霉的保守無毒基因(Avramr1)。 這些保守的無毒基因變化不那麼快,甚至在許多對其他植物物種構成威脅的其他疫黴屬物種中似乎是保守的。
更寬更持久的阻力
儘管它們彼此略有不同,但每個 Rpi-amr1 變體都允許植物檢測相同的毒力蛋白。 對來自不同地理位置的 1 種致病疫黴分離株進行的感染試驗證實,Rpi-amr1 抗藥性非常廣泛。 沒有致病疫黴分離物能夠影響 Rpi-amrXNUMX 轉化的馬鈴薯葉片。
由於美洲茄植物被認為是疫黴屬的“非宿主”,因此對無毒基因的選擇壓力將大大降低。 因此,預計 Rpi-amr1 抗性比其他抗性基因更持久。
馬里斯·派珀(Maris Piper)
目前,在商業馬鈴薯 Maris Piper 中,抗性基因 Rpi-amr1 與其他兩個抗性基因(Rpi-amr3 和 Rpi-vnt1)結合。 由此產生的馬鈴薯品系對多種疫黴菌株具有免疫力。
計畫合作夥伴 這項研究是與塞恩斯伯里實驗室和諾維奇約翰英尼斯中心、東安格利亞大學、利茲德大學和赫爾大學以及慕尼黑工業大學合作進行的。