研究挖掘大豆基因组新抗性来源 以应对大豆根结线虫威胁

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全球大豆种植者正面临来自土壤中的持续性威胁——大豆根结线虫(SCN)。这种微小线虫侵染植物根部并导致产量下降,被认为是全球大豆生产中破坏性最强的害虫之一,每年造成显著损失。

据《分子植物-微生物相互作用》杂志发表的一项研究,研究团队通过对大豆基因组进行系统挖掘,发现了大量此前未被充分利用的SCN遗传抗性资源。

研究指出,目前多数商业化大豆品种主要依赖来源有限的少数抗性基因。随着时间推移,SCN对这些防御机制逐步适应,导致部分抗性品种的防护效果减弱,种植者可用的稳产手段受到限制。

为寻找新的抗性来源,由德克萨斯理工大学Gunvant Patil和Vikas Devkar联合领导、密苏里大学Sushil Chhapekar和Henry Nguyen参与的团队,对1100多个大豆品种的基因组开展分析,覆盖栽培大豆与野生大豆材料。研究人员对与抗性相关的关键基因组区域进行比对后,识别出若干具有独特遗传特征的品种,这些特征在常用抗性材料中并不常见。

研究还发现,部分材料对多种SCN群体表现出强烈或广泛的抗性,意味着其防护范围可能覆盖更广的线虫类型。

此外,研究揭示了一个差异现象:一些已知抗性基因谱相近的大豆品系,在实际对线虫的保护水平上却存在明显差别。研究团队据此认为,可能存在额外的、此前未知的抗性基因参与防御过程,为进一步识别新的抗性基因与机制提供了线索。

在具体材料方面,大豆品系PI 602492以及野生大豆品系PI 522226因对多种SCN群体表现出持续抗性而受到关注。研究称,这两者的抗性似乎并不依赖现代大豆育种中占主导地位的常用抗性基因。

Patil在谈及研究结果时表示,团队最为关注的是识别出独立于当前多数商业品种所用抗性基因的、尚未被充分利用的SCN抗性遗传资源。他还指出,找到对多种线虫群体仍有效的材料,为应对抗性衰减、构建更持久的防护提供了机会。

研究同时强调,野生及异域大豆亲缘种在育种中的价值不应被忽视。相关材料所蕴含的遗传多样性,可能为作物在农业压力与气候变化背景下应对不断演化的害虫提供更多选择。


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