日前從中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院油料作物研究所獲悉，該所研究團(tuán)隊(duì)于國(guó)際學(xué)術(shù)期刊《自然·遺傳學(xué)》在線發(fā)表重大研究成果——在國(guó)際上首次揭示了油菜、白菜、甘藍(lán)等十字花科作物中存在由一種感病基因介導(dǎo)的根腫病隱性廣譜抗性及其作用機(jī)制，這為十字花科作物根腫病廣譜抗性改良和高效持久防控提供了關(guān)鍵基因、技術(shù)支撐和理論基礎(chǔ)。

中國(guó)農(nóng)科院油料所油料作物基因組學(xué)與抗病性改良創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)首席科學(xué)家劉立江介紹，根腫病是由原生動(dòng)物病原根腫菌引起的十字花科作物共性、重大、毀滅性土傳病害，被稱為十字花科作物“癌癥”。發(fā)掘和利用抗根腫病基因資源進(jìn)行抗病育種是控制十字花科作物根腫病最經(jīng)濟(jì)有效的措施。但由于根腫病抗源單一、抗病位點(diǎn)或基因抗譜狹窄、抗病育種周期長(zhǎng)、抗病品種抗性喪失快，根腫病高效持久防控成為一個(gè)世界性難題。

通過(guò)多年攻關(guān)，科研人員在油菜、白菜、甘藍(lán)等十字花科作物中鑒定出協(xié)助根腫菌侵染的“真兇”——感病基因GSL5。該基因被根腫菌效應(yīng)蛋白劫持和利用，從而關(guān)閉抗病通路促進(jìn)根腫菌侵染。通過(guò)基因編輯技術(shù)在多個(gè)作物中敲除該基因，植物可響應(yīng)根腫菌侵染而重啟被關(guān)閉的抗病通路，從而創(chuàng)制出對(duì)根腫菌不同生理小種具有廣譜高抗或免疫的油菜、白菜、甘藍(lán)等作物新種質(zhì)。田間試驗(yàn)表明，敲除這一基因?qū)τ筒松L(zhǎng)發(fā)育和油菜籽產(chǎn)量無(wú)影響。

據(jù)悉，該項(xiàng)成果是十字花科作物感病基因鑒定與利用方面的原創(chuàng)性重大成果，打破了目前油菜、白菜、甘藍(lán)等十字花科作物主要通過(guò)種間（內(nèi)）雜交進(jìn)行根腫病抗病育種的傳統(tǒng)思路，開辟了以基因編輯技術(shù)為代表的十字花科作物根腫病抗性改良生物育種新途徑，實(shí)現(xiàn)了十字花科作物根腫病廣譜抗性改良和高效持久防控理論和技術(shù)的重大突破，為保障我國(guó)優(yōu)異基因和種源自主可控提供了有力科技支撐。