小麦穗型调控分子模块解析取得新进展

据我们的报纸报道，小麦是世界上最重要的粮食作物之一，在中国的粮食安全中发挥着重要作用。如何提高小麦产量一直是小麦研究和育种中的热点和难点问题。穗型性状如麦穗分枝是决定单株产量的重要因素，也是小麦育种的关键农艺性状之一。然而，小麦是一个异源六倍体，基因组巨大而复杂，是水稻的34倍，大豆的16倍，玉米的7倍，大麦的3倍。此外，转化困难，这大大增加了小麦研究的难度。与水稻、玉米和大麦的研究相比，在分子水平上对小麦穗型调控的研究相对空白。

中国科学院遗传与发育生物学研究所焦玉玲课题组和中国农业大学王向峰课题组合作，通过转录组关联分析和基因共表达网络分析，研究了幼穗发育的基因表达调控网络，验证了关键因子在穗粒数调控中的作用。这项研究的结果产生了许多与每穗粒数相关的核心共表达模块。研究人员分析了10个基因的过表达，发现过表达的基因TaTFL1能延长幼穗的分化时间，增加每穗的小穗、小花和粒数。过表达TaPAP2、TaVRS1可缩短幼穗分化时间，减少每穗小穗、小花和籽粒数。上述研究结果为研究者进一步分析小麦穗发育的遗传规律，初步验证有效利用与穗粒数相关的分子模块提供了理论依据。

该研究结果于8月14日在《植物生理学》在线发表。焦裕玲研究组博士后王和研究生博士生于是本文的第一作者。焦玉玲和王向峰是来文的共同作者。中国科学院遗传发展研究所的研究员童和参与了这项研究。该研究得到了中国科学院分子模块设计与育种重大科技项目、转基因工程等项目以及植物基因组国家重点实验室的资助。(王)

《中国科学报》(第五版创新，2017年8月21日)