近日，西北農林科技大學(xué)農學(xué)院許盛寶教授團隊在《The Plant Journal》上發(fā)表了題為“Integration of genome-wide association study, linkage analysis, and population transcriptome analysis to reveal the TaFMO1-5B modulating seminal root growth in bread wheat”的研究論文，挖掘到一個(gè)新的調控小麥苗期根系生長(cháng)的基因—TaFMO1-5B，并評估了其對農藝性狀的影響，為小麥根系結構的遺傳改良提供了新的基因資源。

 

　　本研究利用實(shí)驗室前期獲得的406份遺傳多樣性豐富的六倍體小麥材料苗期根系轉錄組和表型數據（Wang et al. 2022），通過(guò)全基因組關(guān)聯(lián)分析鑒定到一個(gè)新的調控小麥苗期根系生長(cháng)的QTL—QTrl.Rs-5B（5B: 530.23—531.82 Mb），并用兩個(gè)F5:6分離群體驗證了該位點(diǎn)的功能。

 

　　該QTL區間內共有18個(gè)基因表達，其中TraesCS5B02G350700的表達量與總根長(cháng)和根表面積顯著(zhù)負相關(guān)，且表達量在兩種單倍型間存在顯著(zhù)差異，因此將其確定為該區間內的候選基因。TraesCS5B02G350700是擬南芥AtFMO1的同源基因，該基因編碼含黃素單加氧酶1，將其命名為T(mén)aFMO1-5B。利用病毒介導的基因沉默技術(shù)（BSMV-VIGS和TRV-VIGS）驗證了TaFMO1-5B對小麥苗期根系發(fā)育的調控功能。

 

　　此外，多環(huán)境的田間表型數據表明QTrl.Rs-5B的優(yōu)勢單倍型QTrl.Rs-5BHapB可改良小麥株型和產(chǎn)量性狀，其頻率在現代小麥栽培種中上升，具有較大的育種應用潛力。

 

　　本研究鑒定到1個(gè)調控小麥苗期根系生長(cháng)的QTL—QTrl.Rs-5B，并利用群體轉錄組分析發(fā)現TaFMO1-5B是位點(diǎn)區間內調控小麥苗期根系生長(cháng)的基因，農藝性狀分析表明其亦可改良株型和產(chǎn)量相關(guān)性狀，為小麥根系結構遺傳改良提供了重要基因資源和分子工具。本研究數據存放于小麥基因型和表型數據庫（http://resource.iwheat.net/PWGBD/），并提供下載。

 

　　西北農林科技大學(xué)農學(xué)院王曉明副教授和許盛寶教授為該論文的共同通訊作者，博士生趙鵬、已畢業(yè)碩士生馬秀云和已畢業(yè)本科生張睿澤（現為南卡羅來(lái)納大學(xué)博士生）為論文共同第一作者，吉萬(wàn)全教授和史雪老師對該工作進(jìn)行了指導和幫助，碩士生程明珠、牛亞鑫參與了該課題研究。本研究得到中國博士后科學(xué)基金特別資助（2021T140566）項目和西北農林科技大學(xué)高性能計算平臺的支持。

 

　　論文地址：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/tpj.16432