侵袭性植物真菌威胁小麦生产
2015年2月27日
根据发表在《柳叶刀》上的一项研究，一种外来的、侵略性的植物真菌菌株的传播正对英国的小麦生产构成严重威胁基因组生物学．这项研究使用了一种新的监测技术，这种技术可以在国际上应用，以应对各种植物疾病的传播。
小麦是一种重要的主食，提供了人类消耗的20%的卡路里和25%以上的蛋白质。由真菌引起的“黄锈”小麦锈菌(PST)是小麦的主要病害之一，在世界主要小麦产区广泛传播。感染会导致粮食质量和产量的显著下降，一些罕见的事件会导致整个作物的损失。最近出现了新的真菌菌株，它们能适应更温暖的温度，更具攻击性，并克服了小麦中的许多主要防御基因。
英国John Innes中心和基因组分析中心(TGAC)的首席作者Diane Saunders说:“毒性增加、全球化和气候变化都在增加新出现植物病害的规模和频率，并威胁着全球粮食安全。
“我们的研究表明，在英国，我们有一个新出现的小麦锈病真菌种群，这可能是更多外来和侵略性菌株涌入的结果，它们正在取代以前的种群。通过继续使用这些新的监测技术，我们不仅可以跟踪和应对小麦锈病的持续威胁，而且我们的技术为跟踪其他植物病原体打开了大门，包括白蜡树枯萎病。”
来自约翰·英尼斯中心、塞恩斯伯里实验室、TGAC和国家农业植物学研究所的研究人员对2013年从英国17个县收集的39份pst感染小麦样本的遗传物质进行了测序。
通过将真菌RNA与1978年至2011年之前流行种群的真菌遗传信息进行比较，他们表明PST种群发生了快速而巨大的变化，这可能对英国的小麦生产产生严重影响。
2013年PST样本显示出更多的遗传变异和多样性，反映了英国病原体种群的进化潜力的增加，这可能增强它们克服小麦抗病性的能力。
在这些样本中，有11个在基因上与一种名为“勇士”的PST菌株相似。该菌株于2011年出现，对欧洲小麦生产构成严重威胁，因为它对一系列以前具有抗性的小麦品种具有毒性。这表明包含“勇士”菌株的多样化PST种群现在在英国普遍存在。
这种新的诊断技术被称为“现场病理基因组学”，可以在国际上应用，以应对各种植物疾病的传播。通过从田间样品中快速确定真菌的基因组成，该技术能够确认特定小麦品种上的暴发，并提供了一种有效的手段来确认以前具有抗性的小麦品种是否已被病原体的强毒性菌株破坏。这与目前的技术形成了鲜明对比，目前的技术耗时长、成本高，而且只能对真菌种群的一小部分进行采样。
数据收集和分析仅用了几个月时间就从现场收集的样本中完成，证明了该方法在减少延迟和改变当前疾病监测系统方面的潜力。所产生的高度详细的信息有助于为疾病发病率预测和农业实践提供信息。
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编者说明:
1.小麦锈病的特写照片和显微图像可在以下网址获得:http://bit.ly/1zDDGvq
2.研究文章
Amelia Hubbard, Clare M Lewis, Kentaro Yoshida, Ricardo H Ramirez-Gonzalez, Claude de Vallavieille-Pope, Jane Thomas, sophie Kamoun, Rosemary Bayles, Cristobal Uauy和Diane G.O. Saunders
田间病理基因组学揭示了一个多样化的小麦黄锈病群体的出现
基因组生物学2015
DOI: 10.1186 / s13059 - 015 - 0590 - 8
文章可在期刊网站:http://genomebiology.com/2015/16/1/23
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