◎本報記者 金 鳳

通 訊 員 王一凡 張雨荷

油菜是我國最重要的油料作物之一，其所產菜籽油是國產植物油的第一大來源。菌核病是我國油菜主產區最主要的病害，因傳播途徑廣、致病性強，也被稱作油菜“癌症”，嚴重影響油菜高產穩產和菜籽油品質。因此，提高油菜菌核病抗性，已成爲我國當前重要且迫切的育種目標之一。

近日，揚州大學生物科學與技術學院教授王幼平團隊克隆了調控油菜菌核病抗性的關鍵基因BnaA07.MKK9，並揭示了該基因調控油菜菌核病抗性的分子機制，爲深入理解油菜抗菌核病分子機理奠定基礎，提供了菌核病抗性改良的重要基因資源。相關研究成果在線刊發於國際學術期刊《自然·通訊》。

攻克油菜“癌症”刻不容緩

在油菜生長髮育過程中，菌核病是最常見且危害最大的一種病害。據統計，我國油菜種植區幾乎每年都會遭受菌核病侵襲。在發病較輕的地區，油菜的菌核病發病率在10％—30％；在發病較重的地區，發病率則可達80％以上，使得油菜籽嚴重減產和品質下降，造成經濟損失。

油菜菌核病是由核盤菌引發的真菌病害。核盤菌的寄主範圍非常廣，對環境的適應性很強。因此，在我國20多個油菜生產省區市均能發現菌核病的蹤跡，給油菜的種植和產量帶來極大威脅和挑戰。

王幼平告訴記者，核盤菌主要依靠菌絲侵染寄主。一旦成功入侵，它便會無情地破壞寄主細胞，汲取細胞內部營養，從而影響油菜自身的抗病防禦能力。

“核盤菌可以侵染油菜的多個組織和部位，對成株期莖稈的影響最大。它可造成莖稈腐爛，使其喪失汲取營養的能力，最終導致油菜枯萎。”王幼平說。

除了油菜外，大豆、花生等其他油料作物也是菌核病的受害者。王幼平認爲，儘快找到攻克病害的“利器”刻不容緩。

成功定位並克隆“抗癌”基因

王幼平介紹，爲了控制菌核病的危害，目前生產上主要採用栽培管理、化學及生物防治等方法。然而，栽培管理方法的防治效果往往不盡如人意，生物防治方法成本高昂，化學防治法有潛在環境污染風險。

“培育抗菌核病油菜品種是防治菌核病最經濟有效的措施。但是目前這一方法還面臨諸多困難，如抗病基因資源尚不充足，抗性基因定位進展緩慢，嚴重限制了菌核病抗性育種進程。”王幼平說。

爲攻克這些難題，王幼平帶領團隊進行了多年科研攻關，最終迎來突破性進展。他們通過對來自不同地區的322份油菜材料進行全基因組關聯分析，成功定位並克隆了一個油菜抗菌核病關鍵基因BnaA07.MKK9。不僅如此，團隊在試驗中發現，該基因的mRNA水平、蛋白水平及翻譯後水平均受核盤菌顯著誘導。

“我們對感染菌核病油菜的BnaA07.MKK9基因進行表達分析時發現，葉片病斑面積及莖稈病斑長度均顯著減小。而敲除這個基因後，油菜抗病性顯著降低，進一步證明該基因在油菜抗菌核病過程中的正調控作用。”論文第一作者、揚州大學生物科學與技術學院博士後林俐說。

爲分子育種發掘更多基因資源

有了新型抗性基因這把“密鑰”，王幼平團隊迫不及待地打開了油菜抗性品種選育“寶庫”的大門。

團隊對BnaA07.MKK9基因進行了單倍型類型分析，發現其主要有3種單倍型：Hap0、Hap1和Hap2。在田間試驗中，科研人員發現3種單倍型對菌核病的抗性表現存在差異，其中Hap0的抗性最強，而Hap1的抗性最弱，易感病，團隊將這種單倍型稱爲感病單倍型。相較於Hap1，Hap0的菌核病抗性提高了30%。這表明該單倍型可能在後期抗性育種中具有較大應用潛力。

“更有趣的是，我們發現該優異單倍型在抗性育種中受到正向選擇。”王幼平解釋，感病單倍型在春性油菜中普遍存在，而早期低硫苷、低芥酸育種的親本供體也屬於感病單倍型。團隊推測，低硫苷、低芥酸育種使得油菜種質中感病單倍型的佔比逐漸增加。

林俐說，BnaA07.MKK9基因及其優異單倍型的發現，爲未來抗核菌病的油菜分子育種提供了更多基因資源。

王幼平認爲，徹底攻克油菜“癌症”絕非一朝一夕之功。展望未來，他們希望通過蛋白組學與基因編輯技術，創建油菜的優異單倍型，從而加速抗性分子育種的步伐。同時，團隊也將探索通過其他生物技術手段，將已公佈的抗性相關基因進行聚合，獲得高抗油菜新種質。