基因赋予对重新流行的植物病害的强大抵抗力

在温暖的夏夜，用100%埃及棉床单包裹自己是一种令人愉悦的奢华，但棉质面料提供的不仅仅是透气、柔软的面料。除了纺织品之外，棉花植物还用于食品、燃料和日常消费品(例如咖啡过滤器、货币和保湿霜)。然而，一种被称为白叶枯病的植物病害卷土重来，目前正威胁着全世界的棉花生产。

细菌性枯萎病最好通过自然的遗传抗性来控制。尽管二十世纪中叶在非洲东北部发现了几种天然抵抗棉花白叶枯病的基因，但在埃及棉花中发现的其中一个基因一直被忽视，直到俄克拉荷马州立大学玛格丽特·埃森伯格领导的一组研究人员开始研究这种基因。研究基因。

他们最近发表在《植物病理学》上的一项研究揭示了基因B5赋予对白叶枯病的强大抵抗力。

Essenberg和同事观察到基因B5的令人费解的行为在它与陆地棉(大多数服装面料中使用的一种品种)的DNA杂交后，因为它似乎不遵循典型的孟德尔遗传学。进一步的研究揭示了对这一特性的解释：陆地棉(AcB5)似乎在其基因组的两个位置携带基因B5，而不是典型的单个位置。

在俄克拉荷马州的田间条件下，任一位置的基因都能对白叶枯病产生强大的抵抗力。在实验室中，AcB5对该疾病致病病原体的主要且具有广泛毒性的菌株(18种)以及其他9种病原体表现出抗性。

这些发现对农业抗白叶枯病具有积极意义。“天然的、可遗传的抗病性是维持植物健康的一种经济且环境安全的方法，”通讯作者MelanieBayles解释道。“抗性基因会在感染部位触发天然防御化学物质的合成。AcB5棉花是这项活动的冠军;它积累的防御化学物质比带有其他四个单一抗性基因的棉花品系至少多十倍。”

由于病原体通常会进化来克服这种抵抗力，因此仅依靠单个基因来抵抗疾病是不稳定的。研究人员建议植物育种者将这种有价值的B5基因与其他强大的、广泛特异性的基因(例如B12)结合起来，以培养对白叶枯病的持久抗性。

除了植物育种之外，Bayles指出，这项研究还可以使分子植物-微生物相互作用和植物化学等学科受益，因为“棉花细菌抗病性的五个不同主要基因的信号转导途径被证明可以部分导致生产同一套国防化学品。”AcB5以及近等基因的易感亲本系可供其他研究人员使用。

埃森伯格及其同事的新的、快速的方法来估计棉花植物中防御化学物质的含量，为提高对这种流行疾病的抵抗力提供​​了“枯萎球茎”的想法。