本期作者：Rui Wang 今天会涉及到三篇文章，前两篇我们一月份在 漫谈小麦赤霉病 中介绍过，其中包括2016年NG上的Fhb1 gene克隆文章以及南农马老师课题组2017年在The Crop Journal上发表的一篇综述，第三篇是最近发表在Phytopathology 上的 PFT gene验证文章。 首先Nature Genetics上的基因克隆文章，题目是Wheat Fhb1 encodes a chimericlectin with agglutinin domains and a pore-forming toxin-like domain conferring resistance to Fusarium head blight。这篇文章的重要性以及各个精彩的实验过程我就不再赘述了。总体来说，作为一篇中规中矩的基因克隆文章，在拿到基因后用三方面来验证，包括mutation analysis , RNAi-induced gene-silencing studies，以及overexpression with transformation of wheat。按说是没有什么可挑剔的，可是文章刚一发出来，就立即引起一些争议，其中小编亲耳听到的一点就是：通过测序，这个基因的抗性allele在美国，欧洲很多的小麦材料中都有出现，而客观情况是我们都知道美国以及欧洲的材料很少有 Fhb1 抗性的，事实上美国很多实际应用的抗性都是来源于望水白和苏麦3号。 现在回过头来看NG这篇文章，其实作者们已经预料到了类似的问题，所以文章中有一个Supplementary Table 6，作者们挑了40个不同抗性水平的cultivar和 l andrace，其中也包括国内的很多材料，而得到的结果也堪称完美：22个抗性材料都含有 PFT gene 的抗性allele，而其余的18个感性材料都在这个PFT位点存在变异或者是null allele。 请点击输入图片描述 可是问题就出在这：首先说，这四十个材料是怎么选的，文章没有提及，其次，作者在原文中说用这40个材料做了一个association study。 可是对于一个association study来说，40个材料是不是有点少？材料中的diversity是不是足够？这些都没有交代。 联系到我在上文所提到的争议，NG这篇文章能得到这么完美的结果真的是太不容易（诡异）了！因为其他课题组用PFT去筛选不同种质资源的时候，得到的表型和基因型的相关性其实是非常差的。其中就包括我们要说到的南农马老师的这篇综述，题目是A journey to understand wheat Fusarium head blight resistance in the Chinese wheat landrace Wangshuibai，关于表型和基因型的非相关性，作者列举了三种情况： 1. PFT 基因序列在感病材料PH691和抗性材料望水白、苏麦3号之间完全一致； 2. 在某组重组自交系里，一个具有望水白 PFT 类型的家系却是感病； 3. 44个地方品种材料的 PFT 基因序列与望水白和苏麦3号一致，然而却只有12个表现为抗病类型 总结来说就是：有PFT基因也不一定是抗病的！！！ 然后接下来就是最新发表的文章，题目是Molecular Characterization and Expression of PFT, an FHB Resistance Gene at the Fhb1 QTL in Wheat，完成单位是江苏农科院粮食作物研究所，第一作者是Yi He，通讯作者是Hongxiang Ma。文章的内容还是比较丰富的，比如有很多gene表达数据，但是我只节选了gene 在不同种质资源中验证这部分。 材料和方法： 348个材料：A total of 348 wheat accessions originating from China (293), Japan (14), U.S.A. (7), Mexico (6), Australia (4), Canada(4), Italy (3), Brazil (2) and 15 unknown origin accessions。 重要结论： 1. Four haplotypes were found in the 348accessions by the above sequence analysis: Hap-W, Hap-S1, Hap-S2, and Hap-N. 2. However, unlike previous researchers, we found the wild-type PFT sequence existed not only in resistant accessions but also insusceptible accessions such as Nonglin 67, Chuannong 42and Xiaoyan 54. 还是那句话，有这个gene，也不一定抗病。 3. Furthermore, five moderatelyresistant accessions, such as CA25, Ningyan 1 and Zhenmai 6 had mutant instead of wild-type PFT sequences. 4. For the 184 PFT negative accessions, only 102 accessionswere susceptible to FHB, while the remaining 82 accessions demonstrated moderateor high FHB resistance. 第三点和第四点说明没有这个PFT gene，也照样是抗病的。这点不一定跟PFT有关系，毕竟这些种植资源中有可能有其它的抗病基因。 以上的结果根据的就是这个图。说实话，这个图做为一个已克隆基因的验证结果，完全是不可以接受的（如果认为这个基因没有其它互作基因的话）。另外，这个图有一些细节也值得再深挖一些：比如说这个S2的haplotype 虽然呈现出非常感病，但是这种haplotype 却只有四个line；另外，Wild type 和S1 的haplotype 虽说在表型上有差异，但貌似也没有那么明显。（文中只给了平均数，没有Std和p value.但文章附加了原始数据，有兴趣的小伙伴可以下载）。 稍有遗憾的是，作者既然有这些line的origin，按照origin来分析一下结果应该会很有意思。还有，这300多个种质资源和NG文章中的40个材料有什么不同或者相同点呢（比如从origin和育种谱系来分析），为什么他们得到的结果是完全对应，而本文得到的结果却不一样（当然，从文章的题目可以看出，这篇文章的出发点和逻辑结构跟我的出发点不一样，所以可能也没打算在这方面多下功夫）。 根据以上结果，作者提出FHB抗性可能是多基因复合体： We speculate that wheat resistance to FHB is a multigenic complex trait, and PFT represents one of the genes to assist FHB resistance. Additional efforts are still needed to reveal the mechanisms of Fhb1 in FHB resistance. 最后，小编想说，虽然说后续的研究对NG那篇文章的结果都不能完美验证，但我还是对这篇文章充满敬意的，起码从那篇文章的结构和逻辑来说，确实是没有问题的。可是作者们也确实忽略或者说无意中错过了提出不确定性这样一个机会。我不知道如果这个研究在Supplementary Table 6 （40个line）的基础上再多选几个材料或者说没有那么“运气好”的话，发现几个有基因却不抗病，或者没基因也却抗病的情况，然后在文章中提出还有其它的基因也可能参与PFT复合体，是不是就更好一些。就像文中所提出的，Our discovery identifies a new type of durable plant resistance geneconferring quantitative disease resistance to plants against Fusarium species. 既然作者已经意识到这个gene是个quantitative resistance，提出还有其它基因参与抗性其实也算是顺理成章吧。不过要真是这种情况的话，文章是不是还能发在NG上就真不好说了。 总之，我们期待关于 Fhb1 更多更精彩的研究，有争议不可怕，解决争议的过程也就是走向真理的过程。
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