近日，作物所小麥遺傳育種團(tuán)隊(duì)在化學(xué)-高分子科學(xué)領(lǐng)域重要期刊《Carbohydrate Polymers》（IF=12.5，中科院1區(qū)top，JCR1區(qū)）發(fā)表題為“Understanding the formation of starch structure during grain development in two wheat cultivars with different filling rate”的研究論文。該研究從淀粉結(jié)構(gòu)的角度，系統(tǒng)分析了灌漿速率對(duì)籽粒淀粉合成的影響。全文鏈接：https://doi.org/10.1016/j.carbpol.2025.124379
研究以生育期相近但灌漿速率存在差異的兩個(gè)小麥品種濟(jì)麥22和濟(jì)麥43為研究對(duì)象，利用淀粉結(jié)構(gòu)分析和基因表達(dá)譜分析等方式，解析了小麥籽粒灌漿過程中淀粉結(jié)構(gòu)隨淀粉延伸的變化及相關(guān)基因表達(dá)情況。結(jié)果表明，灌漿速率不僅影響早期淀粉的積累，而且對(duì)淀粉結(jié)構(gòu)具有長(zhǎng)期影響。淀粉生物合成過程并非勻速進(jìn)行，大部分淀粉在灌漿開始后19天內(nèi)完成合成。淀粉結(jié)構(gòu)的形成滯后于淀粉的合成，但灌漿早期形成的結(jié)構(gòu)與最終形態(tài)高度相關(guān)。淀粉生物合成過程與直鏈淀粉鏈延長(zhǎng)、分支數(shù)量增加、B型顆粒數(shù)量增多以及A型顆粒擴(kuò)張密切相關(guān)。進(jìn)一步分析關(guān)鍵基因表達(dá)譜顯示，不同基因?qū)酀{速率表現(xiàn)出差異化響應(yīng)，這種基因表達(dá)的失衡可能是導(dǎo)致結(jié)構(gòu)差異的關(guān)鍵因素。較快的灌漿速率會(huì)提前激活淀粉生物合成相關(guān)基因（尤其是GBSSI基因），促使直鏈淀粉鏈優(yōu)先延長(zhǎng)、結(jié)晶度提高并形成更多B型顆粒。該研究為理解灌漿期淀粉結(jié)構(gòu)的形成機(jī)制提供了新視角，為小麥品質(zhì)育種提供重要參考。
作物所李豪圣研究員和劉建軍研究員為論文通訊作者，李法計(jì)博士為論文第一作者。該研究得到國(guó)家農(nóng)業(yè)科技重大項(xiàng)目（NK20220604）、泰山學(xué)者攀登計(jì)劃項(xiàng)目（tspd20221108）、山東省自然科學(xué)基金（ZR2023MC205）、山東省重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目（2022LZGC005和2023CXPT079-2）和國(guó)家現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系建設(shè)專項(xiàng)（CARS-03-06）的資助。（ 撰寫：李法計(jì) 核稿：李峰）
