科技日报记者 梁乐
记者近日从中国科学院新疆生态与地理研究所（以下简称“新疆生地所”）获悉，该所荒漠植物保育及抗逆分子机理团队，在荒漠苔藓齿肋赤藓中得到抗逆基因ScALDH21，有望破解棉花育种长期存在的“抗病不高产、高产不抗病”难题。相关研究成果近期发表于国际期刊《植物生物技术杂志》。
据了解，棉花黄萎病由土传真菌大丽轮枝菌引发，其微菌核可在土壤中潜伏数十年，寄主范围广、致病性持续进化，化学防治效果有限，严重影响棉花产量和品质。同时，栽培棉遗传基础单一，抗病基因资源短缺。“抗病+高产”是棉花育种领域的关键课题，挖掘兼具抗病性与稳产优产特性的功能基因，是现阶段全球棉花育种亟需解决的核心科学问题。
新疆生地所研究团队在新疆古尔班通古特沙漠的极端耐旱苔藓齿肋赤藓中，获得棉花等被子植物中缺失的抗逆基因ScALDH21，并将其转入棉花。
实验室接种大丽轮枝菌试验结果显示，转基因棉花茎部病原菌含量显著低于非转基因对照，叶片黄化萎蔫症状、维管束堵塞程度明显减轻。接菌处理后，转基因棉花株高、叶片生物量均显著高于对照组，发病率与病情指数同步下降，证实ScALDH21可显著提升棉花对黄萎病的抗性。
基于上述基础，科研团队在新疆南北疆进行了多年多点大田实验。结果表明，转基因棉花黄萎病抗性大幅提升，小区产量比受体对照提升23.8%。并且转基因棉花的纤维长度、强度、伸长率等关键指标均优于对照棉花。
研究进一步解析了异源基因改良棉花抗病高产的全新机制，并揭示了ScALDH21具有双功能蛋白兼具醛脱氢酶活性和转录调节功能。
该研究不仅为棉花抗黄萎病育种提供了优异基因资源，更证实了极端抗逆荒漠植物的特有基因，可在棉花中实现功能迁移与高效利用，为全球粮食与经济作物抗性育种提供新的思路和重要借鉴。
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