近日，中國農業(yè)科學院作物科學研究所麥類資源創(chuàng)新團隊克隆了一個控制大麥穗軸節(jié)數基因HvSRN1，明確了該基因對大麥穗長以及單株產量等性狀的調控作用，為揭示大麥產量形成的遺傳機制及育種應用提供了重要線索。8月9日，相關研究成果以長文形式發(fā)表在《植物通訊（Plant Communications）》期刊。

 

　　大麥抗逆性、適應性強，具備食用、飼用和釀造等廣泛用途，是全球第四大禾本科作物。一直以來，產量相關基因的克隆和調控機理解析都是作物科學研究的熱點和難點，該研究圍繞穗軸節(jié)數（SRN）性狀，成功克隆了控制穗軸節(jié)數的基因HvSRN1。研究發(fā)現(xiàn)，該基因在幼穗中特異表達，其啟動區(qū)的兩個關鍵單堿基變異導致HvSRN1基因表達量顯著差異，從而導致雙親的穗軸節(jié)數差異。靶向編輯HvSRN1獲得的突變體穗軸節(jié)數和穗長均顯著降低，同時千粒重增加。系統(tǒng)發(fā)育分析發(fā)現(xiàn)，該基因是水稻OsLAX2和玉米ZmBA2等的同源基因，酵母雙雜、熒光互補試驗等也證實HvSRN1和HvLAX1之間存在互作，表明禾本科作物在調控穗發(fā)育方面存在共通的LAX2-LAX1模式。HvSRN1對穗粒數與千粒重性狀平衡調控機制的解析，及其在全球大麥和青稞中的優(yōu)良等位變異分析，為大麥和青稞產量性狀的遺傳改良和分子育種提供了新途徑。

 

　　作科所博士后樊超鳳為本文第一作者，作科所郭剛剛研究員為通訊作者，中國農業(yè)大學倪中福教授為相關調控機制研究提供了關鍵指導。該研究受到國家重點研發(fā)計劃、崖州灣種子實驗室專項、中國農科院科技創(chuàng)新工程和國家大麥青稞產業(yè)技術體系建設專項等項目的支持。

 

　　文章鏈接：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2590346223001980