小麦是世界超过一半人口的主粮，在印度也是保障粮食安全的重要作物。目前，小麦主要受到3种锈病的影响，包括条锈病、叶锈病、秆锈病，其中叶锈病的发生最为频繁，相比其他两种小麦锈病，叶锈病造成的经济损失更大。遭受严重病虫害时，如果不喷施农药，叶锈菌会导致作物产量损失超过50%。受小麦锈病的影响，印度小麦生产在1970年到1980年间出现了严重问题。之后，因培育出了抗锈品种，麦锈病得到了有效控制，但印度大多数抗锈品种具有小种专化抗性。此外，小麦叶锈菌自身还在不断衍生出新的种类和生物类型。因此，对于印度的小麦育种科学家和决策部门来说，小麦锈病防治仍然是农业领域的重要问题。
为了探究锈菌变异的分子机制，印度农业研究委员会国家植物生物技术研究中心（ICAR-NRCPB）主任T·R·沙玛博士（T. R. Sharma，新德里）联合印度农业研究委员会附属的3家机构以及两所国家农业大学，组织开展叶锈菌全新基因组测序项目。该项目的主要任务是解析相对稳定的小麦锈病菌（Puccinia triticina）Race 106和变异性很强的Race77及其13个生物类型所组成的基因组。小麦锈病菌Race 106于1930年首次发现后一直保存于印度西姆拉，在过去的85年来未发生变异；而Race77于1954年发现于印度比哈尔，之后变异为13种类型。
最终，T·R·沙玛博士带领的科研团队应用454 GSFLX platform解析了小麦叶锈病菌的15种基因组（共计约1500 Mb数据量）。其中Race 77序列为3.41Gb（测序深度33 X ），包括27678个蛋白编码基因（1129 bp）。Race 106序列为2.91 Gb（测序深度27X），包含26384个蛋白编码基因（1086 bp）。Race77和Race106中的重复序列分别达37.49 %和39.99%。此外，在重复性片段（segmental duplication, SD）、重复序列和SNP/InDel方面，Race77与Race106均不同。其中Race 77基因组的某些区域对基因重组非常敏感，这使得Race 77变异性很强。该研究侧重于基因组结构、组织、变异和锈病菌致病性的分子机理等方面的研究，对推动印度小麦改良进程具有里程碑式的意义。该研究论文已发表在国际期刊《Genome Biology and Evolution》。
由ICAR-NRCPB主持完成的小麦锈病病菌基因组项目得到了印度生物技术部（Department of Biotechnology）的资助。参与项目的三个ICAR机构分别是：位于新德里的国家植物生物技术研究中心（National Research Centre on Plant Biotechnology）、位于西姆拉的印度小麦与大麦研究所（Indian Institute of Wheat and Barley Research）Flowerdale中心，以及印度农业研究所（Indian Agricultural Research Institute）。参与项目的两所国立大学分别是：位于哥印拜陀市的卢迪亚纳&泰米尔纳德农业大学以及旁遮普农业大学。
值得一提的是，在各种国际和国家层面的基因组测序项目的推动下，ICAR-NRCPB已经成功解析了水稻、番茄、木豆、小麦和芒果等作物的完整基因组序列，这些研究成果为作物育种学家深入开展作物改良研究奠定了基础。
（编译 李楠）
