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憑借抗寒、耐旱與抗病等優良特性，黑麥為小麥遺傳改良提供了寶貴的基因資源。近期，中國科學院遺傳與發育生物學研究所成功從小黑麥品種Rozovskaya中克隆了廣譜抗條銹病基因Yr83。該基因最獨特的結構特征在于其經典NLR蛋白的C端融合了一段來源于Harbinger轉座酶的HTDND結構域。功能研究證實，該結構域是Yr83行使抗病功能的重要元件，將該結構刪除后轉基因植株完全喪失抗性。蛋白結構域互作分析顯示，HTDND不僅與NLR本體的各結構域存在較弱相互作用，自身還存在較強的相互作用。這暗示其可能參與維持蛋白的自抑制狀態以及驅動抗病小體的組裝過程。這種抗病蛋白在此前從未報道過，揭示了一種全新的抗病蛋白進化機制。功能驗證表明，Yr83對我國當前流行的多個條銹菌小種均表現近免疫抗性，且對小麥主要農藝性狀無負面影響。在育種應用中，課題組創制了攜帶Yr83的小片段易位系6R/6A，實現了抗病性與產量的協同改良：在保持免疫條銹病的同時，顯著提高了小穗數和穗粒數。研究為小麥抗條銹病育種提供了重要基因資源，揭示了轉座子結構域被“馴化”為抗病反應元件的新機制，為人工設計抗病基因開辟了新思路。相關研究成果發表在Nature Plants上。研究工作得到國家重點研發計劃等的支持。論文鏈接轉座酶結構域對Yr83抗病功能至關重要