近日，河南農(nóng)業(yè)大學陳鋒教授團隊在小麥株型調(diào)控分子機制研究方面取得重要研究進展，利用正向遺傳學手段克隆出控制小麥分蘗角度的重要調(diào)控基因TaHST1L，對其基因功能進行驗證，并對其作用機制進行解析；研究同時對該基因序列變異進行分析，鑒定出有利單倍型并對其遺傳演化進程進行追蹤。該成果不僅加深了對小麥株型遺傳基礎的理解，同時為小麥株型和產(chǎn)量的分子改良提供了重要基因資源和理論基礎。

 

　　分蘗角度是小麥重要農(nóng)藝性狀之一，同時也是小麥理想株型構成的關鍵因素，其影響小麥群體的光合效率與適應性，與小麥產(chǎn)量密切相關。培育分蘗角度適中的小麥品種能夠有效地提高群體產(chǎn)量；解析小麥分蘗角度形成的分子調(diào)控機制可為小麥株型的遺傳改良提供理論參考和基因資源。然而目前關于小麥分蘗角度基因克隆的研究仍鮮有報道，分子機制與作用網(wǎng)絡仍不清晰。圍繞這一科學問題，團隊進行長期探索，挖掘出多個小麥分蘗角度遺傳調(diào)控位點，并進行深入研究。

 

　　本研究利用全基因組關聯(lián)分析（GWAS）、BSA混池分析以及BSR-seq方法在小麥5A染色體上定位并成功克隆出TaHST1L基因，并對基因功能進行驗證。進一步對其潛在作用機制進行解析，發(fā)現(xiàn)TaHST1L同參與生長素信號轉(zhuǎn)導的蛋白TaIAA17存在互作關系，并可能抑制TaIAA17的積累。根據(jù)研究結果推測TaHST1L通過與TaIAA17相互作用介導生長素信號轉(zhuǎn)導通路，在調(diào)節(jié)內(nèi)源生長素水平方面發(fā)揮了積極的關鍵作用，從而影響小麥分蘗模式。研究對TaHST1L基因序列進行分析，依據(jù)變異信息區(qū)分為3種基因單倍型，并通過實驗證明TaHST1L-A1b為產(chǎn)量優(yōu)良單倍型。進化分析顯示TaHST1L-A1b可能來源于野生二粒小麥，并在栽培二粒小麥和圓錐小麥中經(jīng)過人工馴化得以保留，且在當前小麥育種中已被強烈馴化，同時也表明TaHST1L具有通過改良株型來提高小麥產(chǎn)量的潛力。

 

　　該研究成果以題為“A HST1-like gene controlled tiller angle through regulating endogenous auxin in common wheat”的論文形式在線發(fā)表在國際知名學術期刊Plant Biotechnology Journal（IF：13.263），河南農(nóng)業(yè)大學農(nóng)學院趙磊副教授、博士生鄭躍婷和王盈為論文的共同第一作者，陳鋒教授為本文通訊作者，王沙沙、張坤普、張寧和董中東參與了此項工作。本研究得到了國家自然科學基金、河南省重大科技專項、河南省科技攻關等項目的資助。

 

　　論文鏈接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/pbi.13930