油菜是我国最重要的油料作物之一，其所产菜籽油是国产植物油的第一大来源，在我国食用油市场中具有举足轻重的地位。菌核病是我国油菜主产区最主要的病害，也被称作油菜“癌症”，严重影响油菜高产稳产和菜籽油品质。因此，提高油菜菌核病抗性，已然成为当前重要且迫切的育种目标之一。

　　近日，扬州大学生物科学与技术学院王幼平教授团队克隆了调控油菜菌核病抗性的关键基因BnaA07.MKK9，并揭示该基因调控油菜菌核病抗性的分子机制，为深入理解油菜抗菌核病分子机理奠定基础，为菌核病抗性改良提供了重要基因资源。相关研究成果近日在线刊发于国际学术期刊《自然·通讯》。

　　攻克油菜“癌症”刻不容缓

　　油菜是我国种植面积第一的油料作物，对实现我国油料自给自足意义重大。油菜生长发育过程中会遭受多种环境胁迫的威胁，其中菌核病是最常见、危害最大的一种病害。据统计，我国的油菜种植区几乎每年都会遭受菌核病的侵袭。在发病较轻的地区，菌核病发病率在10％—30％之间，发病较重的地区发病率达到80％以上，造成油菜籽严重减产和品质下降，直接造成经济损失数亿元。

　　油菜菌核病是由核盘菌引发的真菌病害，寄主范围非常广，对环境的适应性很强。因此，在20多个油菜生产省市地区均能发现菌核病发生的踪迹，给油菜的种植和产量带来了极大的威胁和挑战。

　　“核盘菌主要依靠菌丝侵染寄主。”王幼平教授告诉记者，核盘菌一旦成功入侵寄主，便会鸠占鹊巢，无情地破坏寄主细胞，汲取内部营养，影响油菜自身的抗病防御能力。

　　“核盘菌可以侵染油菜的多个组织和部位，其中对成株期茎秆的影响最大。它可导致茎秆腐烂，使其丧失汲取营养的能力，最终导致油菜的枯萎。”王幼平进一步介绍，因传播途径广、致病性强，因此将菌核病称之为油菜“癌症”。

　　“菌核病‘势力强大’，除了油菜之外，大豆、花生等其他油料作物也是这种病原菌的受害者。”王幼平诙谐地表示，尽快找到攻克病害的利器刻不容缓。

　　分析322份油菜材料后定位并克隆油菜“抗癌”基因

　　面对沉疴，如何开方？王幼平介绍，为了控制菌核病的危害，目前生产上主要采用栽培管理、化学及生物防治和利用抗病品种等方法。然而，栽培管理方法防治效果往往不尽如人意，而化学及生物防治方法成本高昂，存在潜在的环境污染风险。

　　王幼平说：“培育抗菌核病油菜品种是防治菌核病最为经济、有效的措施。但是目前还面临诸多困难和挑战，例如抗病基因资源尚不充足，抗性基因定位进展缓慢，严重限制了菌核病抗性育种的进程。”

　　为了攻克这个难题，王幼平带领团队成员开启了多年的科研攻关，在无数次的失败和尝试后，终于迎来了突破性进展——通过对来自不同地区的322份油菜材料进行全基因组关联分析，成功定位并克隆了一个油菜抗菌核病关键基因BnaA07.MKK9。

　　不仅如此，团队在试验中发现，该基因的mRNA水平、蛋白水平及翻译后水平均受核盘菌显著诱导。

　　“我们对油菜中该基因进行过表达分析时发现，叶片病斑面积及茎秆病斑长度均显著减小。而敲除这个基因后，其抗病性显著降低，进一步证明了该基因油菜抗菌核病过程中的正调控作用。”论文第一作者、该院博士后林俐说。

　　为分子育种发掘出更多基因资源

　　有了新型抗性基因这把“密钥”，王幼平团队迫不及待地打开了油菜抗性品种选育的“宝库”大门。

　　团队对BnaA07.MKK9基因进行了单倍型类型分析后发现，其主要存在三种单倍型——Hap0、Hap1和Hap2。在田间试验中，科研人员发现三种单倍型对菌核病的抗性表现有差异，其中Hap0的抗性最强而Hap1的抗性最弱。相较于感病单倍型Hap1而言，Hap0可提高菌核病抗性30%，表明该单倍型可能在后期抗性育种具有较大的应用潜力。

　　“更加有趣的是，我们发现该优异单倍型在抗性育种中受到正向选择。”王幼平解释，感病单倍型在春性油菜中普遍存在，而早期的低硫苷、低芥酸育种的亲本供体也属于感病单倍型。科研团队推测，低硫苷、低芥酸育种使得油菜种质中感病单倍型的占比逐渐增加。

　　林俐表示，BnaA07.MKK9基因及其优异单倍型的发现，为未来选育更多抗核菌病的油菜分子育种提供了更多的基因资源。

　　科研之路，道阻且长。王幼平认为，彻底攻克油菜“癌症”——菌核病绝非一朝一夕的工作。展望未来，他们希望通过蛋白组学与基因编辑技术，创建油菜的优异单倍型，从而加速抗性分子育种的步伐。同时，团队也将探索通过其他生物技术手段，将已公布的抗性相关基因进行聚合，获得高抗油菜新种质。