植物对病原微生物的抗性基因可以分为两大类,其一是小种专化性(或菌株专化性,或毒株专化性)抗病基因(R基因),其二是持久抗病基因。大多数R基因各自编码一个NLR(nucleotide-binding leucine-rich repeat)家族蛋白,按基因对基因方式(Flor, 1971; Dangl, et al., 2013)行使其抗病功能,即每一个R基因蛋白需要由一个专一的病原物基因编码的效应子(effector)激活其功能。由R基因控制的抗病性通常表现为高度抗病甚至免疫,这一发现从1905年开始在植物育种中作为主要抗病资源被广泛利用。然而大多数R基因在植物生产中单一化使用均很“短命”,很容易被病原物新的毒性小种(或菌株,或毒株)克服而失去抗病功能。另一方面,有某植物品种在有利于病害流行的环境中大面积长时期(数十年)种植而一直保持其抗病性,称其为持久抗病性。我们对持久抗病基因结构的认识比较有限,1997年克隆了大麦抗白粉病基因mlo,2009年克隆了小麦抗叶锈病基因Lr34及水稻抗稻瘟病基因pi21,这些基因编码的蛋白都不含有NLR结构域,含有这些基因的品种在植物生产中被广泛地长期地种植而一直保持抗病性。然而,这些基因单独存在时所产生的抗病能力常常达不到生产要求的强度,它们属于数量性状位点(quantitative trait locus, QTL),控制的是不完全抗病性,即降低病原微生物的侵染频率,或限制其扩展,或延长潜育期等,因此需要把两个或多个QTL聚合在一起,DNA标记技术为聚合抗病QTL提供了一个有力工具。科学家预期通过这条途径能够培育出高度抗病并且持久抗病的植物品种,从而持续稳定地控制植物病害。
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/plant breeding for disease resistance/
最后更新 2022-12-24
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运用基因技术将抗病基因与高产等优良农艺性状基因相结合、培育出抗病害力强的新品种。一个优良植物品种通常结合了多种有利基因,例如高产、优质、抗病、抗虫等。
- 英文名称
- plant breeding for disease resistance
- 所属学科
- 植物保护学