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國際

傳統小麥抗病基因現身:亞洲品種助攻全球糧食安全

明日科學

更新於 2025年06月06日04:05 • 發布於 2025年06月06日04:00 • 高 詩豪

黃銹病(又稱條銹病)是全球小麥生產的重大威脅,幾乎影響全球 88% 麵包小麥產量,由真菌 Puccinia striiformis f. sp. tritici 引起,經常導致葉片出現明顯黃色條紋,造成大幅減產。因應此病害的傳播及快速演化,研發持久的抗病品種成為糧食安全的關鍵。

蘇黎世大學(University of Zurich, UZH)生物學系的研究團隊最近在亞洲地區的傳統小麥品種中,發現了兩個新的抗黃銹病基因區域,為未來小麥育種提供了珍貴的新資源。這項成果已發表於《Theoretical and Applied Genetics》期刊。

研究團隊長期合作於日本、尼泊爾、中國及巴基斯坦等地,分析這些地區由當地農民世代傳承、保留的在來小麥品種。這些傳統品種因未受現代高產育種的「單一化」壓力,保有豐富的遺傳多樣性,包含潛在的抗病基因。相較之下,現代高產品種雖大幅提升產量,但基因多樣性低,導致對病蟲害及極端氣候的抵抗力不足。

未受「單一化」壓力,保有包含「抗病基因」之遺傳多樣性

照片展示了一株受到黃銹病(stripe rust/yellow rust)感染的小麥植株,其特徵為葉片出現黃色條紋。研究指出,若能將亞洲在來小麥的抗病基因導入現代品種,未來有望大幅減少病害造成的糧損,強化小麥產業的韌性與糧食安全。(圖/《Theoretical and Applied Genetics》)

博士生 Katharina Jung 與國際玉米小麥改良中心(CIMMYT)、京都大學合作,在瑞士與墨西哥進行大規模田間試驗,首先篩選出抗病表現明顯的品系,接著定位出兩個與抗黃銹病有關的基因區域(定量性狀基因座, QTLs)。其中一個抗性基因區域僅出現在尼泊爾的特殊在來品種,另一個則廣泛分布於南喜馬拉雅地區(尼泊爾、巴基斯坦、中國)的傳統品種。

更有趣的是,黃銹病病原真菌本身很可能源自這個地區,因此當地小麥經過長期自然演化與農民選種,極可能累積了獨特且穩定的抗病性。未來若能將這些抗病基因導入現代小麥,將有望降低損失、強化糧食安全。

研究也強調,這些傳統品種及在地農耕知識應被妥善保存於基因庫與農田之中,並與地方社群合作進行永續利用與利益分享。這不僅能守護生物多樣性,更是未來對抗氣候變遷與新興病害的重要保障。

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http://www.tomorrowsci.com

首圖來源:Katharina Jung, University of Zurich(CC BY 4.0)

參考論文:
1、Unveiling yellow rust resistance in the near-Himalayan region: insights from a nested association mapping studyTheoretical and Applied Genetics

延伸閱讀:
1、芬蘭研究揭示木材的天然「抗病毒」特性

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