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大麦黄花叶病毒病是欧洲和亚洲大麦生产面临的最重要威胁之一。该病由土壤传播的芸薹根肿菌属原生质团菌（*Polymyxa graminis*）传播，其病原为大麦黄花叶病毒（Barley Yellow Mosaic Virus，BaYMV）和大麦轻花叶病毒（Barley Mild Mosaic Virus，BaMMV）两种病毒，目前尚无直接有效的防治措施。因此，抗性育种是唯一可行的途径，并且过去已取得了十分显著的成效。真核翻译起始因子4E（EUKARYOTIC TRANSLATION INITIATION FACTOR 4E，EIF4E）的抗性等位基因 *rym4* 和 *rym5* 已被广泛应用于欧洲冬大麦育种。然而，病毒株目前已突破这种抗性。因此，迫切需要发掘新的抗性来源。 采用Cas内切核酸酶进行基因组编辑是当前及时且具有前景的方法。然而，定点诱变过程中频繁产生的小片段插入和缺失通常会导致靶基因敲除。对于 *EIF4E* 而言，功能丧失会伴随显著的产量下降。因此，获得保留基因功能的更精准编辑等位基因对于作物改良十分必要。本研究以 *EIF4E* 基因为例，首次在大麦植株中应用碱基编辑技术。研究人员利用nCas9-胞嘧啶脱氨酶融合蛋白，在该基因的两个位置进行了碱基替换，除引入属于 *rym4* 的单核苷酸多态性外，还获得了总计10个新的 *EIF4E* 等位基因。其中，两个新产生的等位基因在接种BaMMV后表现出抗性，且未对产量产生不利影响，证明该方法有望为抗性育种创造新的育种材料。
冬大麦中EIF4E的碱基编辑产生了针对双生病毒的新型抗性等位基因 | bioRxiv
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# 冬大麦中EIF4E的碱基编辑产生了针对双生病毒的新型抗性等位基因
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doi： https://doi.org/10.64898/2026.09.04.749431
Robert Eric Hoffie 1 莱布尼茨植物遗传学与作物植物研究所； 在Google Scholar中查找该作者 在PubMed中查找该作者 在本网站搜索该作者 Robert Eric Hoffie的ORCID记录 通讯作者： hoffier{at}ipk-gatersleben.de
Antje Habekuss 2 朱利叶斯·屈恩研究所 在Google Scholar中查找该作者 在PubMed中查找该作者 在本网站搜索该作者 Antje Habekuss的ORCID记录
Dragan Perovic 2 朱利叶斯·屈恩研究所 在Google Scholar中查找该作者 在PubMed中查找该作者 在本网站搜索该作者 Dragan Perovic的ORCID记录
Iris Hoffie 1 莱布尼茨植物遗传学与作物植物研究所； 在Google Scholar中查找该作者 在PubMed中查找该作者 在本网站搜索该作者 Iris Hoffie的ORCID记录
Frank Ordon 2 朱利叶斯·屈恩研究所 在Google Scholar中查找该作者 在PubMed中查找该作者 在本网站搜索该作者 Frank Ordon的ORCID记录
Jochen Kumlehn 1 莱布尼茨植物遗传学与作物植物研究所； 在Google Scholar中查找该作者 在PubMed中查找该作者 在本网站搜索该作者 Jochen Kumlehn的ORCID记录
## 摘要
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## 摘要
大麦黄花叶病毒病是欧洲和亚洲大麦生产面临的最重要威胁之一。该病由土壤传播的根肿菌科原生动物Polymyxa graminis传播，其病原双生病毒大麦黄花叶病毒（Barley Yellow Mosaic Virus，BaYMV）和大麦温和花叶病毒（Barley Mild Mosaic Virus，BaMMV）目前尚无直接防治措施。因此，抗性育种是唯一可行的方法，并且过去已取得了很大成功。真核翻译起始因子4E（EU界翻译起始因子4E，EIF4E）的抗性等位基因rym4和rym5已被广泛应用于欧洲冬大麦育种。然而，病毒株目前已经突破了这种抗性。因此，迫切需要新的抗性来源。
采用Cas核酸内切酶进行基因组编辑是当前及时且具有发展前景的方法。然而，定点诱变过程中频繁产生的小片段插入和缺失通常会导致靶基因被敲除。对于EIF4E而言，功能丧失会伴随显著的产量下降。因此，作物改良需要获得功能得以保留、编辑更加精确的等位基因。
本研究以EIF4E基因为例，首次在大麦植株中应用碱基编辑技术。研究人员利用nCas9-胞嘧啶脱氨酶融合蛋白，在该基因的两个位置进行碱基置换；除引入属于rym4的单核苷酸多态性外，共获得了10个新的EIF4E等位基因。其中两个新生成的等位基因在BaMMV接种后表现出抗性，且未对产量产生不利影响，证明该方法有望为抗性育种生成新的育种材料。
## 利益冲突声明
## 基金资助信息声明
联邦研究、技术与空间部， https://ror.org/04pz7b180 031B0887
## 版权
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发布于2026年9月8日。
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Robert Eric Hoffie
Antje Habekuss
Dragan Perovic
Iris Hoffie
Frank Ordon
Jochen Kumlehn
bioRxiv 2026.09.04.749431； doi： https://doi.org/10.64898/2026.09.04.749431
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bioRxiv 2026.09.04.749431； doi： https://doi.org/10.64898/2026.09.04.749431
📄 原文链接：https://www.biorxiv.org/content/10.64898/2026.09.04.749431v1?rss=1
🏷️ 碱基编辑 大麦抗病育种 EIF4E基因 大麦黄花叶病毒 抗性等位基因