近日，山东农业大学农学院胥倩/植保学院王群青团队在国际知名学术期刊Plant Biotechnology Journal发表题为″Multiplexed Engineering of Disease Resistance and Lodging Tolerance in Wheat via a Single Xylan Modifying Glycosyltransferase″的研究论文。该研究成功鉴定到一个名为TaXAX1的关键基因，通过调控该基因实现小麦抗三种病害、抗倒伏且不减产的多重目标，为培育兼具广谱抗病性与抗倒伏特性的小麦新品提供重要基因资源。
小麦是全球至关重要的粮食作物，但其可持续生产持续受到真菌病害的威胁。长期以来，育种家面临一个棘手难题：抗病性强的品种往往产量不高，高产优质品种又容易感病。这个″鱼与熊掌不可兼得″的困局，一直是小麦育种领域的重大挑战。
研究团队发现，TaXAX1 基因在小麦受到赤霉病菌侵染时会被显著激活。过表达 TaXAX1 的小麦对赤霉病、茎基腐病和条锈病均表现出显著增强的抗性。研究揭示，TaXAX1 编码一种木聚糖侧链修饰酶，能够促进小麦细胞壁中木聚糖侧链的合成与修饰，进而激活苯丙烷代谢通路，促进木质素、纤维素以及阿魏酸、对香豆酸等酚类交联物质的沉积。简单来说，过表达 TaXAX1 让小麦的细胞壁变得更厚、更坚固，就像给小麦穿上了一层″铠甲″，病原菌难以突破这层物理屏障，侵染效率大大降低。增厚的细胞壁并未影响小麦的产量，且由于茎秆细胞壁的加固，过表达植株的茎秆抗折强度显著提升，抗倒伏能力明显增强。
TaXAX1 的发现成功打破了长期困扰育种界的″生长-防御权衡″难题。该研究为培育″抗病、抗倒、不减产″小麦新品种奠定了重要理论基础。该基因已获得国家发明专利授权（″一种小麦抗赤霉病基因TaXAX1及其应用″CN202010260986.1）。
TaXAX1介导抗病性且对产量相关性状影响不显著
来源: 山东农业大学
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