PBJ | 山东农业大学付道林/吴佳洁团队成功克隆小麦广谱抗白粉病基因PmD479
2026年6月24日，山东农业大学付道林、吴佳洁团队在Plant Biotechnology Journal期刊上发表题为“PmD479 is an Unutilized Gene for Powdery Mildew Resistance in Common Wheat”的文章。该研究成功克隆了来源于野生二粒小麦DIC479的广谱抗白粉病基因，并将其转育至普通小麦。小麦白粉病（Blumeria graminis f. sp. tritici, Bgt）是小麦生产中的重要真菌病害，挖掘及克隆新的抗病基因对有效防治白粉病具有重要意义。野生二粒小麦（Triticum dicoccoides）是六倍体普通小麦的祖先种之一，携带丰富的抗病基因，是拓宽小麦遗传基础、推动抗病遗传改良的重要种质资源。该团队自2011年起利用野生二粒小麦DIC479创制分离群体，开展抗白粉病基因的克隆研究。发现DIC479的白粉病抗性受显性单基因控制，将该基因命名为PmD479，并定位于2BL染色体末端。进一步利用3,045株F2分离群体对该基因进行精细定位，将其定位于0.1cM区间内；通过对DIC479进行PacBio HiFi测序及基因组组装，获得了覆盖候选基因区间的一段长为3.17 Mb的contig；结合遗传作图与RNA-Seq测序分析，筛选到一个候选基因NLR148。该基因编码一个典型的NBS-LRR蛋白，受白粉菌诱导后显著上调表达（图1A）。通过普通小麦的自然表达、过量表达、基因编辑等多种方法，证明了NLR148具有抗白粉病功能，即PmD479（图1B）（GenBank登录号PX828566）。该基因在中国春参考基因组中的同源基因为TraesCS2B03G1573100，二者编码区具有98%的相似性。2021年，经中国农业科学院植保所鉴定，基因供体亲本DIC479对E09等11个白粉菌生理小种均表现免疫或近免疫。2025年，利用来自我国不同地区的106个小麦白粉菌菌株（中国科学院遗传与发育生物学研究所贺飞研究员团队收集）进行测试，发现该基因对93个菌株表现广谱抗性（图1C）。与泉脉农业科技有限公司合作，利用147份野生二粒小麦种质开展了单倍型分析。其中75份材料能够扩增到PmD479候选基因，但是测序未发现与PmD479一致的单倍型，说明该PmD479抗病单倍型较为罕见（图1D）。另外，对公共数据库发表的491份普通小麦重测序数据进行了分析，结果表明该基因尚未在普通小麦育种中得到应用。为推动PmD479抗白粉病功能的有效利用，通过四倍体-六倍体小麦杂交、回交转育，成功培育了携带该基因的小麦渐渗种质；同时，还通过四倍体-二倍体小麦杂交创制了人工合成小麦，发现PmD479基因在六倍体小麦背景下同样表现高水平白粉病抗性（图1E, 1F）。PmD479基因的成功克隆，为小麦抗白粉病育种提供了重要基因资源与种质材料。山东农业大学青年教师唐恒、博士研究生于洋及往届研究生吕波、王莉雯、刘小梅为本文共同第一作者，吴佳洁教授为通讯作者。付道林教授、彭俊华研究员、倪飞教授、贺飞研究员、李兴峰教授等对该研究提供了重要指导与协助。该研究得到山东省重点研发项目（2024LZGC034和2024CXPT072）、小麦育种全国重点实验室科学创新基金青年人才专项（WIFY202519）的资助。图1小麦广谱抗白粉病基因PmD479的克隆及种质材料创制
DOI链接：http://doi.org/10.1111/pbi.70704为了能更有效地帮助广大的科研工作者获取相关信息，植物生物技术Pbj特建立微信群，PlantBiotechnologyJournal投稿以及文献相关问题、公众号发布内容及公众号投稿问题都会集中在群内进行解答，同时鼓励在群内交流学术、碰撞思维。为了保证群内良好的讨论环境，请先添加小编微信，扫描二维码添加，之后我们会及时邀请您进群。小提示：添加小编微信时及进群后请备注学校或单位+姓名，PI在结尾注明，我们会邀请您进入PI群。
