三大科研团队突破基因编辑技术，为小麦抗病育种提供新方案

三大科研团队突破基因编辑技术，为小麦抗病育种提供新方案

近日，南京农业大学植物保护学院李刚教授课题组在国际学术期刊《Cell Host & Microbe》发表了一项重要研究成果：他们揭示了小麦赤霉病抗性基因Fhb1的关键作用机制。这一发现不仅为理解植物抗病性提供了新视角，也为培育更抗病的小麦品种开辟了新途径。

小麦赤霉病是一种全球性的毁灭性真菌病害，不仅会导致小麦减产，还会产生脱氧雪腐镰刀菌烯醇（DON）等真菌毒素，严重威胁人畜健康。培育抗赤霉病的小麦品种是控制该病害最有效的途径之一。Fhb1遗传位点是迄今为止发现的效应最大的赤霉病抗性QTL（数量性状位点），被广泛应用于世界各麦区的抗病育种中。

基因编辑：作物改良的新利器

传统的作物育种方法主要依赖于自然变异和人工选择，过程漫长且效率较低。而基因编辑技术的出现，为作物改良插上了科技的翅膀。通过精准修改作物基因组中的特定序列，科学家们可以快速获得具有理想性状的新品种。

最近，上海交通大学陆钰明教授课题组联合南方科技大学朱健康院士团队，在《Molecular Plant》发表了一项突破性研究。他们开发了一种基于CRISPR/Cas的增强子敲入技术，可以实现高达1000倍的基因表达上调。这项技术克服了传统转基因方法的局限性，具有可设计、可遗传的特点，为作物改良提供了新的可能性。

突破传统育种的瓶颈

在作物育种中，一个常见的难题是抗病性和产量之间的平衡。通常情况下，增强作物的抗病性可能会牺牲其产量和品质，反之亦然。如何在保持高产的同时提高作物的抗病能力，是育种专家们面临的一大挑战。

基因编辑技术为解决这一难题提供了新思路。例如，中国科学院遗传与发育生物学研究所高彩霞团队就通过基因编辑技术，成功解决了小麦抗白粉病与产量之间的矛盾。他们首先通过CRISPR/Cas9系统定向突变小麦的感病基因MLO，获得了对白粉病具有广谱持久抗性的小麦品种。然而，这些品种出现了早衰、产量下降等负面表型。经过进一步研究，他们发现通过靶向删除一段名为Tamlo-R32的304 Kb的序列，可以在保持强大白粉病抗性的同时，避免产量损失。

未来展望：科技助力粮食安全

随着全球人口的持续增长和气候变化的影响加剧，提高作物产量和抗逆性变得日益迫切。基因编辑技术的快速发展，为应对这些挑战提供了有力工具。通过精准调控作物基因组中的关键基因，科学家们有望培育出既高产又抗病的“超级作物”，为保障全球粮食安全作出重要贡献。

然而，值得注意的是，基因编辑技术在农业中的应用仍面临一些挑战，包括技术本身的完善、公众接受度的提高以及相关监管政策的制定等。未来，随着研究的深入和技术的进步，我们有理由相信，基因编辑将在农业领域发挥越来越重要的作用，为人类带来更加优质、安全的粮食。