韓方普實驗室小麥赤霉病育種取得重要進展

　　小麥赤霉病是全世界非常嚴重的病害，在小麥開花時溫暖、潮濕的地區均有發病報道。歷史上報道長江中下游冬麥區是我國小麥赤霉病傳統的流行和高發主要地區，江蘇、安徽、河南、湖北、黑龍江及新疆均有大流行發生，嚴重年份顆粒無收。近年來由于氣候變化和耕作制度的改變，赤霉病發病范圍正在向黃淮麥區持續擴大。小麥赤霉病由鐮刀菌侵害引起，染病小麥不僅大幅減產甚至絕收，還會產生以脫氧雪腐鐮刀菌烯醇（即DON）為主的真菌毒素。食用病麥制成的面粉會發生眩暈、發燒、惡心、腹瀉等急性中毒癥狀，嚴重時會引起出血，影響免疫力和生育力等健康損害。DON毒素作為國際公認的第三類致癌物，各國都嚴格限制其在食品中的含量。目前生產上推廣的商業品種大部分高感赤霉病，江蘇省早年育成的蘇麥三號是全世界赤霉病抗性最強的小麥品種，可是由于它的親本均是感病品種，育種家和遺傳學家通過長期不懈的努力，尚未選育成功含有蘇麥三號良好抗性的新品種。

　　韓方普實驗室長期從事小麥遠緣雜交與染色體工程研究，利用野生基因進行小麥改良，對多倍體形成及染色體穩定、著絲粒功能進行了系統的研究，并建立染色體研究技術體系（Guo et al. 2014, Plant Cell； Guo et al. 2016, PLOS Genetics； Yuan et al. 2015, New Phy）。 實驗室利用從國外引進的小麥野生基因資源，系統進行小麥遠緣雜交和抗性資源篩選工作（Wang et al. 2017, Plant J； Guo et al. 2015, JGG），2001年以早年創制的六倍體小偃麥為研究材料（Han and Li，1993，JGG），發現高抗赤霉病的新基因位于二倍體長穗偃麥草的第七同源群的染色體臂上（Fu et al. 2012, JGG）。從2011年開始，實驗室全體成員齊心協力，連續5年采用花粉輻射技術建立近1000個易位系，從中發現81份高抗小麥赤霉病的易位系，經過回交轉育和接種鑒定，獲得27份穩定的抗性新材料，經過產量及品比實驗后，于2017年在安徽省種植表現為田間赤霉病抗性穩定。這些農藝形狀優良、赤霉病抗性達到和超過蘇麥三號的新品系有望對我國及全世界小麥育種發揮重要作用。

　　在2017年6月12日中國科學院遺傳與發育生物學研究所召開的主要作物染色體工程育種討論會上，韓方普研究員向參加會議的曹曉風院士、何奕坤教授、王天宇研究員、郭天財教授、王濤研究員、沈前華研究員、王永紅研究員等“主要作物染色體工程育種”項目專家組成員，以及主要從事作物染色體細胞工程育種工作的科研人員詳細介紹了這項重要研究進展。

　　本項工作得到科技部863重大項目、主要農作物育種專項和中科院戰略性先導專項的支持。本項目染色體研究的技術研發及赤霉病抗病基因編輯及基因克隆工作得到基金委重點項目部分支持。