小麦如何失去与其致命的真菌克星的进化斗争

肯塔基大学植物病理学家是一个国际研究小组的成员，他们发现了与疾病无关的疾病的重要联系可能会对小麦造成毁灭性打击。英国农业，食品与环境学院的教师马克法尔曼共同撰写了今天发表在“科学”杂志上的一篇文章。

从历史上看，肯塔基州和整个北美洲的小麦都不容易受到最近出现的被称为小麦爆炸的真菌的影响。然而，在2011年，英国研究人员在肯塔基州普林斯顿的英国研究和教育中心的研究项目中发现了一个患病的小麦头。然后，在2016年，小麦爆发疫情席卷了孟加拉国。今年，这种疾病再次袭击了孟加拉国，也出现在印度，引起人们对小麦爆炸可能很快成为大流行病的担忧。这种真菌的突然传播促使人们全球努力了解这种疾病并培育抗稻瘟病的小麦。

英国植物病理学系Farman实验室的研究显示，2011年收集的肯塔基病原体在遗传上与南美小麦爆发不同，而且与美国一年生黑麦草和高羊茅的菌株密切相关。这表明普林斯顿事件不是由于引入外来病原体引起的，而是可能是通过从牧草到小麦的'寄主跳跃'引起的。相比之下，他的研究小组发现，2016年孟加拉国流行病很可能是通过引入南美真菌菌株而产生的。

小麦爆发是由感染小麦头并防止种子产生的真菌引起的。目前，栽培小麦对该病没有天然抗性，作物损失接近100%是常见的。由于真菌内的抗性的发展，杀真菌剂显示出有限的效果。

“爆炸最早在1980年代在巴西被发现并迅速蔓延到周边国家，包括阿根廷，巴拉圭和玻利维亚，”法尔曼说。“直到最近，这种疾病仍局限于南美洲。”

现在，在日本和美国的合作者，曼发现，2011年肯塔基州小麦稻瘟病菌经历了突变的一个关键基因，对于这通常是由具有一键小麦品种识别的蛋白编码稻瘟病抗性蛋白。预测该突变会损害“好”蛋白质的功能，从而通过避免识别使真菌逃脱小麦抗性反应。Farman的合作者进行的研究已经在同一基因中建立了独立的突变，这可能是这种破坏性疾病出现的关键事件。

“这项研究为新作物疾病演变的突变事件提供了重要的见解，”法尔曼说。“这些信息将有助于促进作物品种的发展，并具有更持久的抗性。”