近日，中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院作物科學(xué)研究所小麥大麥優(yōu)異種質(zhì)資源發(fā)掘與創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)在小麥野生近緣種冰草中鑒定出一個(gè)調(diào)控穗粒數(shù)的關(guān)鍵基因AcRR1，解析了該基因在小麥背景下通過(guò)正向調(diào)控小花育性和抽穗期來(lái)提高小麥產(chǎn)量的分子機(jī)制。相關(guān)研究成果發(fā)表在《自然通訊（Nature Communications）》上。
畝穗數(shù)、每穗粒數(shù)和千粒重是影響小麥產(chǎn)量的三大要素，當(dāng)畝穗數(shù)提升到一定水平時(shí)，增加穗粒數(shù)是提高產(chǎn)量最具有突破潛力和有效的途徑。冰草作為小麥的野生近緣種，具有多花多粒和抵抗多種生物和非生物脅迫的特性，為小麥改良提供了豐富的遺傳變異。
科研團(tuán)隊(duì)鑒定到一個(gè)冰草穗發(fā)育的關(guān)鍵基因AcRR1。在小麥中異源表達(dá)該基因可顯著增加植株穗粒數(shù)，同時(shí)對(duì)粒重等農(nóng)藝性狀沒(méi)有任何影響。田間試驗(yàn)顯示，相對(duì)于對(duì)照品種，表達(dá)該基因后的小麥產(chǎn)量可提升9.7%-12.3%。進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，該基因通過(guò)調(diào)控小麥小花育性、開花相關(guān)基因的表達(dá)和幼穗細(xì)胞分裂素積累來(lái)提高穗粒數(shù)、縮短其春化周期、促進(jìn)早抽穗，進(jìn)而提高小麥產(chǎn)量和早熟。該研究為通過(guò)導(dǎo)入外源基因來(lái)提高小麥產(chǎn)量提供了理論基礎(chǔ)和新思路。
該研究得到了國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃、國(guó)家自然科學(xué)基金等項(xiàng)目的支持。
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https://www.nature.com/articles/s41467-025-61917-5
