中国农业科学院作科所发现调控小麦籽粒与旗叶形态的新基因

　　6月3日，中国农业科学院作物科学研究所小麦育种新技术及应用创新团队克隆了调控小麦籽粒与旗叶形态的关键新基因RG1，揭示了该基因调控小麦籽粒、旗叶大小和形态变异的分子机制。该研究为小麦高产育种提供了重要基因资源和理论基础。相关研究成果在线发表在《中国科学：生命科学（Science China Life Sciences）》上。

 

　　籽粒形态和大小是影响小麦粒重的主要决定因素，旗叶是籽粒发育过程中光合同化物的主要来源，籽粒和旗叶形态与小麦产量密切相关。因此，挖掘调控籽粒与旗叶形态的关键基因，解析其分子调控通路，可以为小麦高产育种提供理论依据和基因资源。

 

　　研究团队筛选鉴定到一个冬小麦品种“中麦175”的突变体，该突变体籽粒变圆且小、旗叶短且株高降低。通过群体表型和基因型分析，鉴定到引起突变体籽粒和旗叶形态改变的关键基因RG1。该基因编码含有vWA 特殊结构域的功能未知蛋白，其关键氨基酸变异使籽粒和旗叶形态改变。进一步研究发现，RG1蛋白与单萜合成途径的关键酶互作，调控植株内源赤霉素和脱落酸水平，进而影响小麦籽粒、旗叶的大小和形态。同时，研究人员还利用自然变异群体鉴定到调控籽粒形态及粒重的优异单倍型。该研究为小麦和其他禾本科作物籽粒大小和粒重改良提供理论基础和基因资源。

 

　　北京大学现代农业研究院陈时盛教授团队利用其它背景突变体得到了与本研究相似的结论，研究成果以背靠背形式同期发表在《Science China Life Sciences》杂志。中国科学院遗传与发育生物学研究所刘志勇教授团队也克隆和阐析了该基因，研究成果同步在线发表在《The Crop Journal》杂志。

 

　　作科所博士后周春云为该论文的第一作者，作科所刘录祥研究员和熊宏春副研究员为论文的共同通讯作者。该研究得到科技创新2030-重大项目、国防科工局核能开发项目、现代农业产业技术体系和中国农科院科技创新工程等项目的资助。

 

　　原文链接：http://engine.scichina.com/doi/10.1007/s11427-024-2629-1

 

　　同步发表的两篇论文链接：

 

　　https://doi.org/10.1007/s11427-024-2620-7

 

　　https://doi.org/10.1016/j.cj.2024.05.008