印度农民可能会因不育花叶病而损失多达 90% 的木豆产量。在最近发表的一项研究中,由 ICRISAT 基因组学、育种前和生物信息学首席科学家 Manish K. Pandey 博士领导的一组研究人员,以及 ICAR 合作伙伴——印度豆类研究所(IIPR,北方邦)、Rajendra Prasad 博士中央农业大学(RPCAU,比哈尔邦)和印度农业研究所(IARI 阿萨姆邦)——确定了一种抗性基因 Ccsmd04,它与不育花叶病抗性有关。

利用先进的基因组学、表型组学和高性能计算分析,该团队在“Asha”(ICPL 87119)中发现了 Ccsmd04,这是一种广泛栽培的 ICRISAT 培育的对 SMD 具有抗性的木豆品种。该基因对 SMD 具有高度的抗性,并为在印度和整个亚洲实现更可持续的木豆生产带来了新的希望。
“考虑到该地区 SMD 的严重程度,这是 ICRISAT 和 ICAR 研究人员的里程碑式发现。已确定的遗传变异、基因和标记在培育更具抗性的木豆品种方面具有巨大的潜力,“ICRISAT 总干事 Himanshu Pathak 博士说。
自 1975 年以来,ICRISAT 一直致力于研究寄主植物对 SMD 的抗性。虽然已经确定和开发了几种耐药品种,但由于病毒及其载体(螨虫)的变异性,田间成功受到限制。这一新发现揭示了木豆 SMD 抗性的基因组方面。
“我们非常重视与 ICAR 的长期合作伙伴关系以及 CGIAR 和盖茨基金会对这项工作的支持。ICRISAT 的基因组学和育种前计划侧重于将基因组见解整合到育种管道中,鉴于其对农民生计和环境的直接影响,抗病性仍然是重中之重,“ICRISAT 研究与创新副总干事 Stanford Blade 博士说。
本研究使用了两个流行品种“Asha”和“Maruti”的参考基因组,分别对 SMD 具有抗性和易感性,以及从表现出极端特征的遗传群体中选定的样本。研究发现,植物的SMD抗性由ccsmd04基因控制,该基因产生休眠/生长素相关蛋白,比较发现易感系中存在4个影响休眠/生长素相关蛋白功能的移码突变。
“我们已经确定了一种耐药性基因,并验证了四种与 SMD 耐药相关的功能性 InDel 标记物;这些标记现在可用于筛选木豆育种后代,以进行 SMD 抗性的早期代选择。这些基因信息对于通过基因编辑进行遗传改良也很有价值,“Manish K. Pandey 博士说。

该团队将探索更多的抗性基因,包括来自野生近缘种的抗性基因,以确保农民田地的抗性稳定。通过牢固的伙伴关系和协作,他们的目标是以更高的精度和速度加速木豆品系中抗 SMD 的品种开发过程。这一努力将在推进印度豆类自给自足的目标方面发挥关键作用。

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