“小麦”小麦“癌症”可以治愈了？！ Fhb7基因是关键

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我国是世界上较早种植小麦的国家，小麦种植历史相对而言较为悠久，小麦生产和消费量位居世界前列。据前瞻产业研究院统计，我国每年小麦的生产和消费量分别占全世界小麦生产总量的17%和消费总量的16%。在科技不断进步，社会不断发展的形势之下，我国小麦产量一直保持着缓慢的增长态势。截至2019年底，我国小麦产量约为13359万吨，小麦种植面积约为2373万公顷，单位面积产量呈现出波动增长的良好发展态势。

然而，在小麦增长产增收的背后，需要克服的众多病虫害问题对于科研人员来说并不容易。当前，危害小麦的病害有：小麦条锈病、叶锈病、秆锈病、腥黑穗病、散黑穗病、黄矮病、红矮病、全蚀病、赤霉病、叶斑病等，虫害有小麦蚜虫、麦种蝇、吸浆虫、红蜘蛛、叶蝉、蛴螬、金针虫、蝼蛄、麦叶蜂、麦秆蝇等。在这众多的病虫害中，有一种病虫害被称之为小麦的“癌症”，该类病害不仅导致小麦减产甚至于绝收，而且很难治愈，它就是小麦赤霉病。

据了解，小麦赤霉病由多种镰刀菌引起。小麦一旦感染该类病菌，首先芽变褐，然后根冠随之腐烂，轻者病苗黄瘦，重者死亡，枯死苗湿度大时会产生粉红色霉状物(病菌分生孢子和子座)。当前，小麦赤霉菌已经成为了小麦生产中的重大病害，对粮食安全具有潜在的威胁。该病害可使小麦减产10%-20%，严重时可以减产80%-90%，重病小麦田或将颗粒无收。此外，赤霉菌产生的呕吐毒素已经被世界卫生组织认定为天然存在危险性食品污染物，食用了被污染的小麦容易引发人畜中毒。而且这种呕吐毒素在动物体内停留时间长，具有慢性毒副作用。

有鉴于此，为确保粮食生产安全，提升小麦生产品质，防治小麦赤霉病成为了各国科学家们亟待攻克的重难点问题。然而，受相关理论和技术水平不足的限制，多年来，关于如何有效攻克小麦赤霉病的科学研究仍未取得重大突破，相关研究还需进一步推进。

近日，中国山东农业大学科研团队在学术期刊《科学》上在线发表了一项研究。该项研究成果显示：研究团队首次从小麦近缘植物长穗偃麦草中克隆出了抗赤霉病基因Fhb7，并揭示了该基因抗病的奥秘。这一研究发现为解决小麦赤霉病这一世界性难题提供了关键线索。

据该研究团队负责人，山东农业大学教授孔令让介绍，在20年的不懈研究下，他们发现了小麦近缘植物长穗偃麦草内具有抵抗赤霉病的基因——Fhb7。发现抗病基因后，研究人员经过抗病基因定位、图位克隆、抗病分子机制解析等一系列研究，终成功将该抗病基因植入小麦中。携带Fhb7基因的小麦品种除了可以对抗赤霉病，还能够抵抗茎基腐病，植株的抗病害能力大大提高。

为揭示Fhb7基因的抗病机制，研究团队利用系列分子实验和高分辨质谱分析技术对该基因进行了深入地研究，发现Fhb7基因编码一种谷胱甘肽S-转移酶，可以打开呕吐毒素的环氧基团，并催化其形成谷胱甘肽加合物，从而产生解毒效应。这一研究发现对于今后的水稻和玉米等粮食作物的育种具有重要的科学意义。“杂交水稻之父”袁隆平表示，Fhb7基因是禾谷类作物种质改良和创新的难得基因，在育种领域进行推广使用，可以有效提升我国农作物种质资源创新水平，为国家粮食安全提供重要保障。

民以食为天，粮食安全关乎着全人类的生存发展。虽然我国每年生产以及进口的粮食产量足够养活14亿人口，但是世界范围内存在的粮食危机不容忽视。据粮农组织新估计，2012-2014年间估计约有8.05亿人长期受食物不足困扰。而在早些时候，也就是2014年，世界饥饿和营养不良人口数接近30亿，约占当时世界总人口数的一半。如此触目惊心的数字，在提醒我们节约粮食，切莫浪费的同时，也在督促相关科学研究为粮食增产增收保驾护航。未来，粮食危机的化解还有赖于科学技术的进步。

资料来源参考：科技日报、前瞻数据库、中国产业信息网、百度百科

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