遺傳發育所等在小麥穗型調控分子模塊解析中取得新進展

科農199（WT）與過表達TaTFL1-2D基因的小麥穗比較。標尺為1厘米。

小麥是世界上最重要的糧食作物之一，在我國糧食安全中發揮著重要作用。如何提高小麥產量是小麥研究與育種中長期以來的熱點與難點問題。小麥穗分枝等穗型性狀是單株產量的重要決定因素，也是小麥選育的關鍵農藝性狀之一。然而，小麥是異源六倍體，基因組龐大複雜，約是水稻的34倍、大豆的16倍、玉米的7倍、大麥的3倍，並且轉化困難，極大增加了小麥研究的難度。相比於水稻、玉米、大麥的研究，關於小麥穗型調控在分子水平的研究相對空白。

中國科學院遺傳與發育生物學研究所焦雨鈴研究組和中國農業大學王向峰研究組合作，利用前人篩選出的我國小麥微核心種質，通過轉錄組關聯分析和基因共表達網路分析的策略研究了幼穗發育的基因表達調控網路，並驗證了其中的關鍵因子在穗粒數調控中的作用。研究結果得到了多個與穗粒數相關的核心共表達模塊。研究人員對其中10個基因進行了過表達分析，發現過表達基因TaTFL1可以延長幼穗分化時間，增加小穗數、小花數和穗粒數；過表達基因TaPAP2, TaVRS1可以縮短幼穗分化時間，減少小穗數、小花數和穗粒數。以上研究結果為研究人員進一步解析小麥穗發育的遺傳調控提供了理論基礎，並對有效利用與穗粒數相關的分子模塊進行了初步技術驗證。

該研究結果於8月14日在線發表在Plant Physiology上（DOI: 10.1104/pp.17.00694）。焦雨鈴研究組博士後王元格和已畢業博士生於浩澎為該文章的共同第一作者。焦雨鈴和王向峰為共同通訊作者，中科院遺傳發育所研究員童依平和高彩霞參與研究。該研究得到了中科院分子模塊設計育種先導科技專項、轉基因專項等項目和植物基因組學國家重點實驗室的資助。

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