Nature Communications | 马渐新团队研究揭示赋予大豆对疫霉广谱抗性的基因！

疫霉是一个破坏植物的卵菌属，有170多个确定的物种，其中许多是具有相当重要经济意义的植物病原体，如造成爱尔兰马铃薯饥荒和随后爱尔兰人散居的致病疫霉，以及造成美国年产量损失约2亿美元和全球范围内十到二十亿美元的大豆疫霉。一般来说，由疫霉引起的植物病害难以用化学方法控制，因此部署抗性品种是管理疫霉病害的有效和环境友好的策略。由大豆疫霉引起的疫霉根和茎腐病是一种在全世界范围内发现的破坏性的大豆土传疾病。发现对该病原体具有广谱抗性的基因是防止该病爆发的需要。

近几十年来，根据大豆参考基因组组装，有几十种抗大豆疫霉的大豆 (Rps) 基因座已被定位到许多富含核苷酸结合位点富含亮氨酸重复序列(NBS-LRR 或 NLR) 基因的大豆基因组区域。然而，这些基因座中的许多已对病原体的新进化分离株无效，并且很少有Rps 基因座被分离或功能验证。因此，将特定的 Rps 基因有效地引入到优良大豆品种中以获得持续的抗性仍然具有挑战性。

2021年11月5日，国际权威学术期刊Nature Communications发表了美国普渡大学马渐新和美国科迪华农业科技Rajat Aggarwal团队的最新相关研究成果，题为A giant NLR gene confers broad-spectrum resistance to Phytophthora sojae in soybean的研究论文。

在这篇文章中，研究人员表明大豆Rps11是一个27.7kb的核苷酸结合位点-富含亮氨酸的重复（NBS-LRR或NLR）基因，可赋予对大豆疫霉的广谱抗性。Rps11位于大豆的一个基因组区域，该区域内有一个单一来源的大型NLR基因群，并且是由多轮不等价重组而来。这类事件导致启动子融合和LRR扩展，可能有助于产生广泛的抗性谱。NLR基因簇在系统发育的代表性品种中表现出剧烈的结构多样化，包括从5到23个拷贝的基因拷贝数变化，以及在所研究的任何非Rps11供体品种中没有Rps11的等位拷贝，体现了NLR基因和NLR基因簇的创新进化。

图1：基于图谱的Rps11基因座的克隆

图2：互补性测试结果

图3：Rps11基因座中巨大NLR基因的进化史

图4：NLR基因簇在30个不同的大豆基因组中的多样性

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