從野生麥類找到對抗小麥赤黴病（Fusarium head blight）的基因

小麥赤黴病（右）。
圖片來源：維基百科

小麥赤黴病（Fusarium head blight）是由鐮孢菌屬（Fusarium spp，其中較有名者為Fusarium graminearum，禾穀鐮孢菌）引起。當小麥抽穗、開花、灌漿時期，若遇到連續陰雨天氣，就容易發生此病害。另外，地勢低窪、排水不良與濕度大的小麥田，也容易出現。感染初期在穗殼上產生水浸狀淡褐色斑點，逐漸擴大到整個穗部，在氣候潮濕的情況下，穗軸於穗殼交界之基部會產生粉紅色的黴狀物，嚴重時整穗枯死。另外，鐮孢菌屬感染時會產生真菌毒素（mycotoxin），使麥粒無法食用。估計小麥赤黴病每年造成的農損大約是兩千八百萬噸（五十六億元美金）。

近年來，因為玉米的栽種以及免耕耕作，使得小麥赤黴病有愈演愈烈的趨勢。最近的研究成果發現，來自小麥的野生親戚：「長穗偃麥草（Thinopyrum elongatum）」的穀胱甘肽S-轉移酶（glutathione S-transferase），不僅可以解毒真菌毒素，還可以讓小麥對禾穀鐮孢菌產生抗性。

研究團隊發現，這個穀胱甘肽S-轉移酶基因（Fhb7）在其他的植物裡面都找不到。進一步的資料庫搜尋，在一種會與溫帶雜草共生的真菌中，找到了類似的基因。這顯示了這個基因有可能是來自於真菌。

長穗偃麥草從1930年代起，就被使用於小麥的育種。它具有生長繁茂、多花多實、高光效、抗病、耐鹽鹼、耐乾旱等優良特性，在抗小麥赤黴病方面尤為突出，是小麥遺傳改良中具有重要價值的優異外源植物。

參考文獻：

Science 22 May 2020: Vol. 368, Issue 6493, eaba5435 DOI: 10.1126/science.aba5435

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