中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院作科所解析大麥穗軸節(jié)數(shù)發(fā)育調(diào)控新基因

　　近日，中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院作物科學(xué)研究所麥類資源創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)克隆了一個(gè)控制大麥穗軸節(jié)數(shù)基因HvSRN1，明確了該基因?qū)Υ篼溗腴L(zhǎng)以及單株產(chǎn)量等性狀的調(diào)控作用，為揭示大麥產(chǎn)量形成的遺傳機(jī)制及育種應(yīng)用提供了重要線索。8月9日，相關(guān)研究成果以長(zhǎng)文形式發(fā)表在《植物通訊（Plant Communications）》期刊。

 

　　大麥抗逆性、適應(yīng)性強(qiáng)，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(lái)，產(chǎn)量相關(guān)基因的克隆和調(diào)控機(jī)理解析都是作物科學(xué)研究的熱點(diǎn)和難點(diǎn)，該研究圍繞穗軸節(jié)數(shù)（SRN）性狀，成功克隆了控制穗軸節(jié)數(shù)的基因HvSRN1。研究發(fā)現(xiàn)，該基因在幼穗中特異表達(dá)，其啟動(dòng)區(qū)的兩個(gè)關(guān)鍵單堿基變異導(dǎo)致HvSRN1基因表達(dá)量顯著差異，從而導(dǎo)致雙親的穗軸節(jié)數(shù)差異。靶向編輯HvSRN1獲得的突變體穗軸節(jié)數(shù)和穗長(zhǎng)均顯著降低，同時(shí)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(bǔ)試驗(yàn)等也證實(shí)HvSRN1和HvLAX1之間存在互作，表明禾本科作物在調(diào)控穗發(fā)育方面存在共通的LAX2-LAX1模式。HvSRN1對(duì)穗粒數(shù)與千粒重性狀平衡調(diào)控機(jī)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(chǎn)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(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)倪中福教授為相關(guān)調(diào)控機(jī)制研究提供了關(guān)鍵指導(dǎo)。該研究受到國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃、崖州灣種子實(shí)驗(yàn)室專項(xiàng)、中國(guó)農(nóng)科院科技創(chuàng)新工程和國(guó)家大麥青稞產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系建設(shè)專項(xiàng)等項(xiàng)目的支持。

 

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