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近日，中國農(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)隊在一種小麥野生近緣種——冰草中鑒定出一個可調(diào)控穗粒數(shù)的關(guān)鍵基因AcRR1，并解析該基因在小麥中通過正向調(diào)控花的發(fā)育和抽穗期來提高小麥產(chǎn)量的分子機(jī)制。相關(guān)研究成果于日前發(fā)表在國際學(xué)術(shù)期刊《自然通訊》上。
中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院作物科學(xué)研究所副研究員韓海明介紹，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，增加穗粒數(shù)就成為提高小麥產(chǎn)量最具有突破潛力和有效的途徑。冰草作為一種小麥的野生近緣種，具有多花多粒和抵抗多種生物、非生物脅迫的特性，為小麥改良提供了豐富的遺傳變異資源。
在國家重點研發(fā)計劃、國家自然科學(xué)基金等項目的支持下，小麥大麥優(yōu)異種質(zhì)資源發(fā)掘與創(chuàng)新團(tuán)隊在冰草中鑒定到一個決定穗發(fā)育的關(guān)鍵基因AcRR1。隨后，科研人員在小麥中異源表達(dá)該基因，發(fā)現(xiàn)可顯著增加植株的穗粒數(shù)，同時對小麥粒重等農(nóng)藝性狀沒有任何影響。田間試驗顯示，相對于對照品種，表達(dá)該基因后的小麥產(chǎn)量可提升9.7%至12.3%。團(tuán)隊進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，該基因可以通過調(diào)控小麥小花發(fā)育、開花相關(guān)基因的表達(dá)和幼穗細(xì)胞分裂素積累來提高穗粒數(shù)，并能縮短其需要經(jīng)歷的長時間低溫環(huán)境誘導(dǎo)周期，促進(jìn)早抽穗，進(jìn)而提高小麥產(chǎn)量并使其早熟。
韓海明表示，該研究成果為通過導(dǎo)入外源基因來提高小麥產(chǎn)量提供了理論基礎(chǔ)和新思路。（通訊員田浩園）
