中國科學(xué)院成都生物所在小麥小穗數(shù)形成遺傳基礎(chǔ)解析研究中獲進(jìn)展

　　小麥（Triticum aestivum L.）作為最重要的糧食作物之一，是人們重要的能量攝入和蛋白質(zhì)來源。我國是小麥生產(chǎn)和消費(fèi)大國，培育高產(chǎn)小麥品種、不斷提高小麥產(chǎn)量是保障我國糧食安全的重要措施之一。穗粒數(shù)是小麥產(chǎn)量三要素之一，與穗形態(tài)發(fā)育密切相關(guān)。小麥穗（spike）是由附著在穗軸兩側(cè)、交替互生的小穗（spikelet）構(gòu)成。每個小穗包含數(shù)目不等的小花（floret），每個可育小花能夠形成一個籽粒。因此，每穗小穗數(shù)和可育小花數(shù)決定了穗粒數(shù)，進(jìn)而顯著影響籽粒產(chǎn)量。揭示小麥小穗數(shù)形成的遺傳基礎(chǔ)，對于培育高產(chǎn)小麥品種具有重要理論及實(shí)踐意義。

 

　　中國科學(xué)院成都生物研究所作物分子育種項(xiàng)目組副研究員龍海團(tuán)隊與四川農(nóng)業(yè)大學(xué)小麥研究所合作，利用小麥55K SNP芯片對構(gòu)建的川麥42（CM42）/科成麥1號（K1）雙單倍體（Double haploid）群體進(jìn)行分型，構(gòu)建了高密度遺傳圖譜?；?年2點(diǎn)5個環(huán)境的表型數(shù)據(jù)，研究人員在小麥3D染色體長臂上鑒定到一個新的小穗數(shù)主效QTL位點(diǎn)QTsn/Fsn.cib-3D。效應(yīng)分析結(jié)果顯示，該位點(diǎn)顯著增加每穗粒數(shù)的同時，對千粒重，穗長和株高沒有顯著影響。通過進(jìn)一步開發(fā)與之緊密連鎖的競爭性等位基因特異性PCR（KASP）標(biāo)記KASP_AX-110914105，在不同的遺傳背景中驗(yàn)證了該位點(diǎn)的遺傳效應(yīng)。同時，基于小麥基因組注釋、同源序列分析和基因克隆測序，研究人員初步推測了該位點(diǎn)的候選基因。該研究為后續(xù)該位點(diǎn)的育種應(yīng)用、精細(xì)定位和克隆提供了理論基礎(chǔ)。

 

　　相關(guān)研究成果以Identification and validation of a novel locus controlling spikelet number in bread wheat （Triticum aestivum L.）為題，發(fā)表在Frontiers in Plant Science上。成都生物所和四川農(nóng)業(yè)大學(xué)聯(lián)合培養(yǎng)博士生李濤為論文第一作者，龍海和四川農(nóng)業(yè)大學(xué)教授魏育明為論文的共同通訊作者。研究工作得到中科院戰(zhàn)略性先導(dǎo)科技專項(xiàng)、國家重點(diǎn)研發(fā)項(xiàng)目、四川省農(nóng)作物分子育種平臺項(xiàng)目和四川省麥類作物育種攻關(guān)項(xiàng)目的資助。