研究鑒定出控制小麥籽粒數(shù)目和大小的TaSPL17基因
2023年09月05日來源：中國科學院
小麥是重要的糧食作物。穗部性狀是決定小麥產(chǎn)量的關(guān)鍵因素，增加籽粒同化物的分配對提高小麥產(chǎn)量具有重要的影響。籽粒和其他穗部結(jié)構(gòu)（穗糠）之間遺傳關(guān)系是決定籽粒同化物分配的重要因素。然而，同化物在小麥籽粒和其他穗部結(jié)構(gòu)（穗糠）之間分配的遺傳分子機理尚未被充分解析。因此，鑒定同化物在小麥籽粒和穗糠之間分配的調(diào)控因子，解析相關(guān)分子機理對提高小麥產(chǎn)量具有重要意義。
中國科學院植物研究所郭自峰研究組利用來自世界范圍內(nèi)的306份小麥約4千萬的SNP，對穗長、穗重、籽粒重、千粒重、小穗數(shù)、芒重、糠重等27個穗部性狀進行全基因組關(guān)聯(lián)性分析，鑒定590個關(guān)聯(lián)的區(qū)段。研究發(fā)現(xiàn)，穗子的間接性狀具有更強的峰值，因此通過間接性狀的方法來鑒定出強關(guān)聯(lián)信號的方法是可行的。進一步，科研人員利用同化物分配性狀的GWAS結(jié)果鑒定到TaSPL17為調(diào)控相關(guān)性狀的候選基因。分析發(fā)現(xiàn)，TaSPL17通過調(diào)控小穗和小花分生組織的發(fā)育來控制籽粒的大小和數(shù)量，進而提高單株籽粒產(chǎn)量。生物信息學分析表明，TaSPL17的單倍型具有明顯的地理分布差異，且受到馴化和育種選擇。該研究為小麥穗部性狀的研究提供了高密度的遺傳圖譜，為穗部形態(tài)的遺傳改良提供了寶貴資源，并為小麥候選基因檢測和克隆提供了快速的遺傳解決方案。
8月28日，相關(guān)研究成果在線發(fā)表在《基因組生物學》（Genome Biology）上。該研究由植物所、中國農(nóng)業(yè)科學院作物科學研究所、中國科學院遺傳與發(fā)育生物學研究所合作完成。研究工作得到中國科學院戰(zhàn)略性先導科技專項、農(nóng)業(yè)科技創(chuàng)新工程、國家重點研發(fā)計劃、國家自然科學基金和海南省崖州灣種子實驗室的支持。
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