土传大麦黄花叶病的抗病性机理解析

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麦类作物土传病毒病害是威胁麦类粮食生产的主要病毒病害之一。自然条件下,通过土壤中的禾谷多粘菌感染植株根部,病毒完成对宿主植物的侵染过程。目前已知的病毒有11种,均属于马铃薯Y病毒科的正义RNA病毒,含有两条RNA链,其中9种可以感染小麦、大麦、燕麦、黑麦和小黑麦等麦类作物,以小麦黄花叶病和大麦黄花叶病危害较大。以大麦和大麦黄花叶病为例,前期从中国大麦地方品种"木石港3号"中克隆了两个隐性抗病性基因rym1/11和rym4/5,对大麦黄花叶病毒(BaYMV)和大麦温性花叶病毒(BaMMV)多种毒性株系具有完全抗性,是当今欧亚地区大麦抗病育种的主要抗源,这两个基因分别由感病基因真核生物翻译起始因子(HvEIF4E)氨基酸替换和蛋白二硫键异构酶(HvPDIL5-1)功能丢失导致。通过分析野生和栽培大麦中的遗传变异,我们发现HvEIF4E和HvPDIL5-1具有两种完全不同的变异模式,HvEIF4E定向选择氨基酸替换且没有同义碱基突变,HvPDIL5-1出现功能丢失变异,主要发生于东亚地区栽培大麦中,其变异模式与大麦黄花叶病毒性变异和地理分布高度相关。该工作揭示了大麦黄花叶病的抗性机理,为其它麦类作物土传病毒病害抗性机理解析提供了理论参考。
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