《饲料与谷物》报道了在寻找Ug99抗性基因方面取得的进展。
茎锈病是一种古老的疾病，自古以来就侵袭了多种粮食作物，其顽强性几乎摧毁了整个小麦作物。
在过去50年中，美国和其他发达国家利用一种称为Sr31的抗药性基因在对抗这种病原体方面取得了可衡量的成功，这种基因在世界上任何地方都没有报道过毒力。
然而，在多年没有发生事故后，一种新型小麦锈病在非洲出现，令全球科学家和研究人员感到困惑。美国农业部农业研究服务局（USDA Agricultural Research Service）与由私营行业和政府机构组成的国际研究界一道，致力于发现如何在这一新种族到达世界其他地区之前与之抗争。
1999年，在非洲乌干达的一个苗圃中，在已知具有抗秆锈基因Sr31的小麦品系上发现了易感型秆锈脓疱，这使小麦工业和谷物研究界陷入了困境。这个新的小麦锈病品种现在被标记为Pgt-Ug99。
Bob Bowden博士是堪萨斯州立大学USADA的植物科学与昆虫学研究中心的研究负责人，他回忆了他第一次听到关于UG99的反应。我们感到惊讶，因为Sr31基因已经在很多地方工作了很长时间，”他说我们真的认为它在任何地方都有效，它很快就被广泛应用于从春小麦到硬冬小麦的许多不同品种中。Sr31还与对其他疾病的抗性有关，并具有一些农学上有用的性状，因此听说它被克服了，令人惊讶和沮丧。”
自从发现Ug99以来，已经证实在肯尼亚、埃塞俄比亚、也门和伊朗爆发了Ug99。研究人员预测病原体的运动还没有结束。”在几年的时间里，它向东走出了非洲，”鲍登说因此，我们预计这将在未来几年影响整个亚洲。”
几乎所有种植在世界上的小麦品种，包括美国，都对Ug99敏感，这使其成为一个严重的全球问题。由于这种病原体的严重性和范围，Borlaug全球锈菌倡议旨在通过多国和多学科研究方法帮助对抗Ug99及其衍生物。
位于明尼苏达州圣保罗、北卡罗来纳州罗利和堪萨斯州曼哈顿的美国农业部农业研究所的研究人员都在新抗性基因的开发中发挥着关键作用。但要领先于Ug99和其他小麦锈病品种是很困难的，因为它具有变异和克服抗性基因的能力。
对抗Ug99最具挑战性的一个方面是，它不断变异，甚至可能经历性重组，导致原始种族的几种衍生物。
位于堪萨斯州曼哈顿的美国农业部农业研究所（USDA-ARS）的研究分子生物学家约翰·费勒斯博士说，尽管这种病原体比过去记录的更具攻击性，但随着时间的推移，病原体会发生变异绝对是意料之中的。”这将永远是一个问题，但作为一个社区，我们知道锈病会发生变化，农民知道新品种不会永远好，”他说因此，我们必须不断地进行研究，生产新品种，获得新基因，这样农民们就有了工作。”
由于病原体的进化能力如此之快，一些曾经对Ug99起作用的基因不再起作用。”我们做了一些计算，看看美国有多大比例的品种易受Ug99的影响，尽管这个数字不太乐观，但我们确实有一些抗性品种，”鲍登说然而，与此同时，病原体已经击败了一些我们认为是好的品种，因此我们不得不降低我们的估计，如果它来到这里，我们有多少抗性品种。”
研究人员目前正在通过基因研究寻求两种解决方案，以创造新的抗锈品种，使其能够在较长时间内抵抗Ug99。
K-State的研究人员正在研究的一种方法被称为主基因方法。主基因利用一种病原体识别系统对抗小麦锈病。当植物受到一种被主基因识别为危险的病原体的攻击时，它会拒绝该病原体并有效地战胜小麦锈病。
但波登说，主要基因有其缺陷。”他说：“使用主基因使植物具有很强的抵抗力，但不是很持久，这意味着它可以在一年内有效地工作，但在第二年会被病原体打败。”病原体最终会变异以伪装自己而不被识别，这就是主基因被击败的原因，”他说。
然而，研究人员并没有完全放弃这个想法。鲍登说，理论上有理由相信，与其使用一个主基因，不如使用多个主基因组合，应该创造出一种持久的品种。这种组合被称为基因堆栈或金字塔。
第二种方法被称为小基因理论。就个体而言，小基因在战胜小麦锈病方面不如单一的主基因有效，但将几个小基因叠加在一起可能创造出一个良好的抗性品种。这与第一种方法相似，因为它堆叠了多个基因，但不同的是对病原体的抗性机制。它不依靠病原体识别来战胜锈菌，而是加强了植物的基本防御系统。一旦基因库强大到足以击败病原体，小麦锈病可能永远无法战胜它。问题在于找到足够有效的小基因，以加强防御，从而成功战胜病原体。
波登说：“小基因更难处理，因为还没有发现太多的茎锈菌，但我们相信它们确实存在。”。
此时，研究人员对两种解决方案施加相同的努力，因此他们可以最大限度地提高成功的机会。
Fellers说，为生产者提供多种抗性小麦品种将是一个理想的方案。他解释了为什么在一个大区域内只种植一种抗性品种会产生后果。他借鉴了自己与小麦叶锈病的经验，这种疾病与Ug99相似，但没有关系。
“我们在五年前大约五年前看到了像Ug99一样的叶子生锈的流行病，”弗珀尔说。“所有农民都通过内布拉斯加州使用与俄克拉荷马州的相同品种，因此当病原体发生变化并且能够克服那种特定的抵抗基因时，它会影响整个地区。”
研究人员仍然希望在美国或全球造成破坏性效果之前，UG99将被停止。过去几年通过国际研究人员在全球范围内提出了闹钟。Borlaug Global Rust倡议是从美国Cimmyt（墨西哥城玉米和小麦改善国际中心）一起汇集的研究人员，以及亚洲，澳大利亚，欧洲和非洲。
