技術生物所吳麗芳研究員課題組發現經物理誘變篩選的小麥閉穎品系ZK001（中科0101，CNA20150325.7）可減輕小麥赤霉病的發生，是小麥抗赤霉病機制研究和抗病育種的優良種質。有關小麥閉穎機制解析研究近期取得新進展，相關成果被國際農學領域核心期刊The Crop Journal接收發表。

　　小麥是我國主要的糧食作物之一，然而其產量和品質不斷遭受各種生物和非生物因素威脅，特別是小麥赤霉病，是小麥生產亟待突破的世界性難題，嚴重影響小麥產量和品質。由赤霉病菌產生的赤霉毒素是生物致畸致癌物質，食用病麥產品后會引起人畜流產、嘔吐，嚴重影響人畜健康。我國小麥赤霉病常年發病面積超過8000萬畝，其發生范圍和危害程度正進一步擴大，且呈現出北擴西移的趨勢。因此，研究小麥赤霉病發生的侵染機制，發掘并創造抗病種質資源、培育抗病品種對于穩定小麥產量和保障食品安全具有重要意義。

　　研究發現，整個開花過程中，ZK001的花藥始終滯留于穎殼內，而對照品種豫麥18的花藥能突破內稃和外稃正常暴露在穎殼外；進一步觀測發現二者小花中漿片的形態存在顯著性差異。此外，從白花藥期到黃花藥期，豫麥18漿片中Ca²⁺和K⁺含量顯著高于ZK001中的Ca²⁺和K⁺含量。小麥赤霉病鑒定結果表明，ZK001的病籽粒率和DON毒素含量顯著低于其對照品種豫麥18和黃淮麥區主推品種荃麥725。綜合豫麥18和ZK001間的綠花藥期小花轉錄組數據分析，發現差異表達基因主要參與細胞壁的合成與降解、碳水化合物的代謝、植物激素的代謝、水通道和離子的結合、轉運，以及細胞穩態等過程，可能在調控細胞穩態、滲透壓和漿片發育中起到了重要作用，從而使ZK001中萎縮的漿片在開花過程中失去了推開內稃和外稃的能力。ZK001的閉穎性狀可能為在開花過程中防止小麥赤霉病病原菌侵染提供重要的結構性物理隔離，該研究對小麥花發育與病蟲害防御機制研究及分子育種應用具有重要的理論研究和應用價值。

　　該工作得到中科院STS重點項目、國家重點研發計劃、中科院合肥研究院“十三五”重點項目等科技計劃和項目資助。

　　文章鏈接： https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2214514120300027

　　小麥閉穎形態及赤霉病接種鑒定試驗結果示意圖