小麥?zhǔn)侨蚍植甲顬閺V泛的糧食作物，世界上有超過(guò)40%的人口以小麥為主食。提高小麥產(chǎn)量，事關(guān)糧食安全。4月10日，科技日?qǐng)?bào)記者從南京農(nóng)業(yè)大學(xué)獲悉，該校農(nóng)學(xué)院應(yīng)用植物基因組團(tuán)隊(duì)賈海燕教授與美國(guó)俄克拉荷馬州立大學(xué)、中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院等機(jī)構(gòu)合作，發(fā)現(xiàn)并克隆了一個(gè)提高小麥籽粒產(chǎn)量的關(guān)鍵基因TaCOL-B5，同時(shí)為蛋白質(zhì)磷酸化可能參與小麥穗形成和籽粒產(chǎn)量提供了示范。該成果近日發(fā)表于國(guó)際學(xué)術(shù)期刊《科學(xué)》。

《科學(xué)》雜志同期配發(fā)的評(píng)論文章認(rèn)為，“TaCOL-B5的發(fā)現(xiàn)是提高谷物產(chǎn)量的一個(gè)里程碑，因?yàn)樗岣吡宋覀儗?duì)控制株型和產(chǎn)量的分子機(jī)制的理解”。

普通小麥的籽粒產(chǎn)量受三個(gè)主要因素影響：?jiǎn)挝幻娣e的穗數(shù)、每穗粒數(shù)和粒重。穗數(shù)可以通過(guò)促進(jìn)分蘗而增加，每穗粒數(shù)分為小穗數(shù)和每小穗粒數(shù)兩個(gè)亞組分，增加小穗數(shù)是提高粒數(shù)但不降低粒重的有效途徑。

“最初，我們發(fā)現(xiàn)小麥‘CItr17600’的粒數(shù)較多，就想把控制這一表型的基因克隆出來(lái)，但這需要先‘鎖定’對(duì)應(yīng)的基因組區(qū)域，然后再驗(yàn)證候選基因是否決定了它的高產(chǎn)。”論文共同第一作者賈海燕說(shuō)。

研究人員先利用CItr17600和揚(yáng)麥18的F2:3家系，將一個(gè)控制每穗小穗節(jié)數(shù)的主效數(shù)量性狀基因定位在7B染色體上，接著通過(guò)重組體表型和基因型分析和雙親序列比對(duì)，確定TaCOL-B5為候選基因。

隨后，他們從CItr17600中克隆了TaCOL-B5的cDNA，將其轉(zhuǎn)化到揚(yáng)麥18中，表型分析發(fā)現(xiàn)在轉(zhuǎn)基因的不同后代都顯著提高了穗數(shù)、每穗小穗節(jié)數(shù)及其粒數(shù)，從而證實(shí)TaCOL-B5是提高產(chǎn)量的關(guān)鍵基因。(記者 金鳳)

關(guān)鍵詞： 提高籽粒產(chǎn)量關(guān)鍵基因 提高谷物產(chǎn)量 分子機(jī)制 蛋白質(zhì)磷酸化