十年攻关,山东科研团队成功克隆小麦广谱抗病基因Pm37,为粮食安全育种提供关键基因资源与技术支撑

我国粮食安全战略布局中,小麦作为第二大主粮作物,其稳产高产始终是农业科技攻关的重点方向。然而,随着气候变化和病原菌变异加速,小麦病害防控面临严峻挑战。数据显示,仅白粉病每年就造成我国小麦减产10%-20%,传统化学防治不仅增加生产成本,更带来环境污染风险。 面对这个重大农业难题,烟台大学马朋涛教授团队选择从基因层面寻找突破口。研究团队创新性地采用图位克隆与长读长基因组测序技术,从古老的小麦种质资源中成功分离出Pm37基因。这一发现打破了学界对单一抗病基因功能的传统认知,首次证实NLR等位变异可介导作物对不同病害的差异化抗性。 深入研究表明,Pm37基因源自小麦野生祖先"一粒小麦",在漫长的驯化过程中几乎被现代品种淘汰。科研人员通过分子标记辅助育种技术,将该基因精准导入现有小麦品种,培育出的新品系既保持优良农艺性状,又表现出对三种主要病害的复合抗性。这种"只抗病、不减产"的特性,使其成为当前最理想的抗病育种材料。 业内专家指出,该成果的价值主要体现在三个上:一是为小麦持久抗病育种提供了全新基因资源;二是建立了抗病基因挖掘与利用的技术体系;三是为其他作物抗病研究提供了重要参考。目前,研究团队已着手开展基因编辑等深度研发工作,预计3-5年内可实现抗病新品种的大田推广。 从国家战略层面看,这项突破性研究恰逢其时。随着全球极端气候事件频发和病虫害跨境传播加剧,培育具有广谱抗性的作物品种已成为保障粮食安全的必然选择。农业农村部最新发布的《"十四五"全国种植业发展规划》明确提出,要加快突破性新品种选育,到2025年主要农作物良种覆盖率达96%以上。

这项历时近十年的研究说明了农业科技对粮食安全的长期支撑作用。把抗性融入品种,把减药落实到田间,既需要基础研究的突破,也需要生产应用的推进。随着更多优异抗源被发现和推广,小麦绿色增产的路径会更清晰,稳产高产的基础也会更稳固。