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小麥“癌癥”可以治愈了？！ Fhb7基因是關鍵
2020年04月16日 15:38:06
來源：化工儀器網 點擊量：8276
我國是世界上較早種植小麥的國家，小麥種植歷史相對而言較為悠久，小麥生產和消費量位居世界前列。據前瞻產業研究院統計，我國每年小麥的生產和消費量分別占全世界小麥生產總量的17%和消費總量的16%。在科技不斷進步，社會不斷發展的形勢之下，我國小麥產量一直保持著緩慢的增長態勢。截至2019年底，我國小麥產量約為13359萬噸，小麥種植面積約為2373萬公頃，單位面積產量呈現出波動增長的良好發展態勢。
【化工儀器網 時事熱點】我國是世界上較早種植小麥的國家，小麥種植歷史相對而言較為悠久，小麥生產和消費量位居世界前列。據前瞻產業研究院統計，我國每年小麥的生產和消費量分別占全世界小麥生產總量的17%和消費總量的16%。在科技不斷進步，社會不斷發展的形勢之下，我國小麥產量一直保持著緩慢的增長態勢。截至2019年底，我國小麥產量約為13359萬噸，小麥種植面積約為2373萬公頃，單位面積產量呈現出波動增長的良好發展態勢。
然而，在小麥增長產增收的背后，需要克服的眾多病蟲害問題對于科研人員來說并不容易。當前，危害小麥的病害有：小麥條銹病、葉銹病、稈銹病、腥黑穗病、散黑穗病、黃矮病、紅矮病、全蝕病、赤霉病、葉斑病等，蟲害有小麥蚜蟲、麥種蠅、吸漿蟲、紅蜘蛛、葉蟬、蠐螬、金針蟲、螻蛄、麥葉蜂、麥稈蠅等。在這眾多的病蟲害中，有一種病蟲害被稱之為小麥的“癌癥”，該類病害不僅導致小麥減產甚至于絕收，而且很難治愈，它就是小麥赤霉病。
據了解，小麥赤霉病由多種鐮刀菌引起。小麥一旦感染該類病菌，首先芽變褐，然后根冠隨之腐爛，輕者病苗黃瘦，重者死亡，枯死苗濕度大時會產生粉紅色霉狀物(病菌分生孢子和子座)。當前，小麥赤霉菌已經成為了小麥生產中的重大病害，對糧食安全具有潛在的威脅。該病害可使小麥減產10%-20%，嚴重時可以減產80%-90%，重病小麥田或將顆粒無收。此外，赤霉菌產生的嘔吐毒素已經被世界衛生組織認定為天然存在危險性食品污染物，食用了被污染的小麥容易引發人畜中毒。而且這種嘔吐毒素在動物體內停留時間長，具有慢性毒副作用。
有鑒于此，為確保糧食生產安全，提升小麥生產品質，防治小麥赤霉病成為了各國科學家們亟待攻克的重難點問題。然而，受相關理論和技術水平不足的限制，多年來，關于如何有效攻克小麥赤霉病的科學研究仍未取得重大突破，相關研究還需進一步推進。
近日，中國山東農業大學科研團隊在學術期刊《科學》上在線發表了一項研究。該項研究成果顯示：研究團隊首次從小麥近緣植物長穗偃麥草中克隆出了抗赤霉病基因Fhb7，并揭示了該基因抗病的奧秘。這一研究發現為解決小麥赤霉病這一世界性難題提供了關鍵線索。
據該研究團隊負責人，山東農業大學教授孔令讓介紹，在20年的不懈研究下，他們發現了小麥近緣植物長穗偃麥草內具有抵抗赤霉病的基因——Fhb7。發現抗病基因后，研究人員經過抗病基因定位、圖位克隆、抗病分子機制解析等一系列研究，終成功將該抗病基因植入小麥中。攜帶Fhb7基因的小麥品種除了可以對抗赤霉病，還能夠抵抗莖基腐病，植株的抗病害能力大大提高。
為揭示Fhb7基因的抗病機制，研究團隊利用系列分子實驗和高分辨質譜分析技術對該基因進行了深入地研究，發現Fhb7基因編碼一種谷胱甘肽S-轉移酶，可以打開嘔吐毒素的環氧基團，并催化其形成谷胱甘肽加合物，從而產生解毒效應。這一研究發現對于今后的水稻和玉米等糧食作物的育種具有重要的科學意義。“雜交水稻之父”袁隆平表示，Fhb7基因是禾谷類作物種質改良和創新的難得基因，在育種領域進行推廣使用，可以有效提升我國農作物種質資源創新水平，為國家糧食安全提供重要保障。
民以食為天，糧食安全關乎著全人類的生存發展。雖然我國每年生產以及進口的糧食產量足夠養活14億人口，但是世界范圍內存在的糧食危機不容忽視。據糧農組織新估計，2012-2014年間估計約有8.05億人長期受食物不足困擾。而在早些時候，也就是2014年，世界饑餓和營養不良人口數接近30億，約占當時世界總人口數的一半。如此觸目驚心的數字，在提醒我們節約糧食，切莫浪費的同時，也在督促相關科學研究為糧食增產增收保駕護航。未來，糧食危機的化解還有賴于科學技術的進步。
資料來源參考：科技日報、前瞻數據庫、中國產業信息網、百度百科
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