The Crop Journal | 南京农大精细定位小麦黄花叶病抗病基因Ym5,揭示其外源渐渗起源并开发育种可用分子标记
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每年秋冬播种的小麦，都面临一种看不见的敌人——小麦黄花叶病毒（WYMV）。该病毒藏在土壤里，借助禾谷多黏菌（Polymyxa graminis）的真菌游动孢子入侵小麦根系，随后蔓延全株，导致叶片出现黄化条纹、光合作用骤降、植株矮化分蘖减少。在重病田块，WYMV可造成高达70%的减产，且由于病毒可在土壤中存活多年，传统的化学防治几乎束手无策。培育和种植抗病品种可以有效防治病害，而发掘抗病基因是前提。
2026年5月7日，南京农业大学王秀娥教授团队在The Crop Journal在线发表了题为“Fine mapping of Wheat yellow mosaic virus resistance gene Ym5 and its application in breeding”的研究论文。团队此前在日本小麦品种西风（Xifeng）中发现了一个位于5AL染色体臂上的主效抗性位点QYm.njau-5A.1。本研究中，正式将其命名为Ym5，并通过全基因组关联分析、比较基因组学分析和精细定位等，将抗病基因Ym5定位至1.1 Mb区间，开发了13个紧密连锁的分子标记，并揭示该基因可能来源于野生一粒小麦（Triticum monococcum）的外源渐渗，为加速Ym5的克隆和育种利用提供重要的遗传信息。
研究团队为了缩小Ym5的定位区间，选取266份不携带已知抗病基因Ym1（排除已知基因干扰）的小麦种质进行了GWAS分析，将Ym5定位于5A染色体长臂的一个4.6 Mb连锁区块（534.6–539.2 Mb）（图1）。比较基因组分析发现Ym5所在区块与很多普通小麦（如中国春）的序列共线性很低，却与欧洲小麦品系ArinaLrFor高度一致（图2）。在该区域随机克隆10个基因进行序列比对显示，西风和ArinaLrFor的序列100%相同，而与中国春等品种存在明显差异。结合其WYMV的抗性表现，推测ArinaLrFor携带Ym5。这为研究Ym5提供了重要的参考基因组信息。图2 ArinaLrFor携带Ym5，可能来源于野生一粒小麦外源渐渗基于ArinaLrFor与"中国春"的序列差异，开发了12个InDel标记和1个KASP标记（Ym5_KASP）。这些标记在384份小麦种质中均表现出多态性，可有效区分Ym5携带与非携带品种。随后，利用抗病品种西风（Xifeng）与感病品种扬麦158构建了一个包含6882个单株的F₂分离群体，通过筛选连锁区内的24个重组单株，并结合F₂:₃家系的多环境表型鉴定，最终将Ym5缩小至1.1 Mb的物理区间（ArinaLrFor参考基因组：534.8~535.9 Mb），两侧标记为ARI_106和ARI_218（图3）。图3 Ym5精细定位于1.1 Mb的物理区间（对应ArinaLrFor 5A: 534.8~535.9 Mb）Ym5在我国小麦育种中应用较为广泛。对部分携带Ym5品种的系谱分析（图4）揭示，我国小麦品种中Ym5主要有两大来源：一是1985年引入的日本品种西风（衍生出宁麦9号、扬麦18、宁麦16等），二是1942年后在我国北方广泛应用的澳大利亚品种Quality（衍生出碧蚂系列、内乡5号、济南16等）。该基因主要分布于黄淮海、北部冬麦区和长江中下游冬麦区，这些地方正是我国小麦黄花叶病的高发区。值得注意的是，对15个农艺性状的比较分析表明，Ym5的导入未造成明显的产量影响。南京农业大学已毕业博士生孔德卉为该文第一作者，王秀娥教授和肖进教授为共同通信作者。河南农业大学孙炳剑教授、盐城市盐都区农业科学研究所郭红研究员团队在多年抗性鉴定中给予大力支持。南京农业大学农学院王海燕教授、王巍教授、温明星副研究员、王宗宽副研究员、孙丽博士等参与了相关工作。该研究得到生物育种国家科技重大专项(2023ZD04070)、国家自然科学基金项目(32472142)、江苏省重点研发计划项目(BE2022346)等资助。Investigation of the mechanism of adultstage resistance to barley yellow dwarf virus associated with a wheat–Thinopyrumintermedium translocation
RNA-seq analysis of Brachypodium distachyon responses to Barley stripe moaic virus infection
The Crop Journal英文宣传片，敬请收看！The Crop Journal (《作物学报（英文版）》)是中国科协主管，中国作物学会、中国农业科学院作物科学研究所和中国科技出版传媒股份有限公司共同主办的学术期刊，创刊于2013年10月。办刊宗旨为刊载作物科学相关领域最新成果，开展国际学术交流，促进我国作物科学研究水平及国际影响力的提升。主要刊登作物遗传与育种、作物基因组与分子育种、作物驯化与重要种质资源进化、作物分子生理与生态、作物栽培与耕作系统、作物与微生物互作、作物与环境互作及其适应性、作物基因组进化与选择、作物重要农艺性状发育、生物技术/工具/大数据等领域以第一手资料撰写的研究论文、研究简报以及专题综述等。2024年The Crop Journal的SCI影响因子为5.6，在JCR农学和植物学两个学科位于Q1区，并位列中科院分区农林类期刊一区。2019–2023年获中国科技期刊卓越行动计划重点项目资助，2024–2028年获中国科技期刊卓越行动计划二期英文梯队项目资助。
