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扬州大学跨学科团队合作 发现治疗小麦“癌症”新途径

来源:新华日报 发布时间:2024-09-20 08:55:12

赤霉病堪称小麦“癌症”。记者近日从扬州大学获悉,该校农学院李韬教授团队在发现可提升小麦赤霉病抗性的关键基因TaSMT后,又与该校化学化工学院俞磊教授团队携手,共同开发了一种制备成本低、硒生物强化效果好的生物强化制剂——甲基硒葡萄糖,为小麦硒生物强化和赤霉病防治提供新思路和新方法。

小麦赤霉病是一种世界范围内极具毁灭性且防治困难的真菌病害,由镰刀菌属真菌侵染导致,赤霉病不仅影响小麦产量和品质,其真菌产生的毒素还会威胁人体健康,影响粮食和食品安全。当前农业生产上用于防治赤霉病的部分化学药剂,虽然可降低病害严重度,但也存在农药残留、菌株抗药性、诱导毒素积累等风险。

因此,找到一种经济有效且环保的小麦赤霉病防治策略十分重要。“我们便试着将硒生物强化与赤霉病抗性改良相结合。”李韬介绍,硒生物强化,是指利用植物自身与硒吸收、转运和合成代谢相关基因,结合农艺硒强化,提高植物体内总硒含量或特定有机硒含量的一种技术。“不同形态的硒均能抑制禾谷镰刀菌的生长,但抑制效果取决于硒的具体形态。”团队博士研究生咸莉梅解释。在经历数次实验后,他们发现,甲基硒代半胱氨酸通过干扰真菌的DNA代谢和翻译,阻碍其细胞周期进程,进而抑制其生长,可有效缓解小麦赤霉病并显著降低穗部毒素含量。

在此基础上,团队进一步挖掘提高小麦籽粒中甲基硒代半胱氨酸含量的关键基因TaSMT。“结合施用无机硒,我们发现赤霉病的病害严重度可降低23%左右,这为小麦品种改良提供了新的有利基因资源。”咸莉梅表示。

找到关键基因后,如何让其发挥关键作用呢?甲基硒代半胱氨酸等有机硒生产成本高昂,不利于大规模农业应用,生产上亟需一种低成本、安全、有效提升作物硒含量的甲基硒代半胱氨酸类似化合物。

因此,李韬教授找到了化学专业的俞磊教授,两人一拍即合,决定跨学科合作,研发一种制备成本低、硒生物强化效果好、抑制禾谷镰刀菌效果好的化合物——甲基硒葡萄糖。“甲基硒葡萄糖具有易制备、低成本、利用效率高和安全的优点,并能够生产富含有机硒的功能性食品,有效补充人体硒营养。团队对其小麦硒生物强化效果进行研究发现,甲基硒葡萄糖处理后的小麦籽粒硒含量是无机硒处理的2—3倍。”俞磊表示。

责任编辑:新华日报

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