小麥?zhǔn)鞘澜缟献钪匾募Z食作物之一，在我國糧食安全中發(fā)揮著重要作用。如何提高小麥產(chǎn)量是小麥研究與育種中長期以來的熱點與難點問題。小麥穗分枝等穗型性狀是單株產(chǎn)量的重要決定因素，也是小麥選育的關(guān)鍵農(nóng)藝性狀之一。然而，小麥?zhǔn)钱愒戳扼w，基因組龐大復(fù)雜，約是水稻的34倍、大豆的16倍、玉米的7倍、大麥的3倍，并且轉(zhuǎn)化困難，極大增加了小麥研究的難度。相比于水稻、玉米、大麥的研究，關(guān)于小麥穗型調(diào)控在分子水平的研究相對空白。
中國科學(xué)院遺傳與發(fā)育生物學(xué)研究所焦雨鈴研究組和中國農(nóng)業(yè)大學(xué)王向峰研究組合作，利用前人篩選出的我國小麥微核心種質(zhì)，通過轉(zhuǎn)錄組關(guān)聯(lián)分析和基因共表達網(wǎng)絡(luò)分析的策略研究了幼穗發(fā)育的基因表達調(diào)控網(wǎng)絡(luò)，并驗證了其中的關(guān)鍵因子在穗粒數(shù)調(diào)控中的作用。研究結(jié)果得到了多個與穗粒數(shù)相關(guān)的核心共表達模塊。研究人員對其中10個基因進行了過表達分析，發(fā)現(xiàn)過表達基因TaTFL1可以延長幼穗分化時間，增加小穗數(shù)、小花數(shù)和穗粒數(shù)；過表達基因TaPAP2, TaVRS1可以縮短幼穗分化時間，減少小穗數(shù)、小花數(shù)和穗粒數(shù)。以上研究結(jié)果為研究人員進一步解析小麥穗發(fā)育的遺傳調(diào)控提供了理論基礎(chǔ)，并對有效利用與穗粒數(shù)相關(guān)的分子模塊進行了初步技術(shù)驗證。
該研究結(jié)果于8月14日在線發(fā)表在Plant Physiology上。焦雨鈴研究組博士后王元格和已畢業(yè)博士生于浩澎為該文章的共同第一作者。焦雨鈴和王向峰為共同通訊作者，中科院遺傳發(fā)育所研究員童依平和高彩霞參與研究。該研究得到了中科院分子模塊設(shè)計育種先導(dǎo)科技專項、轉(zhuǎn)基因?qū)ｍ椀软椖亢椭参锘蚪M學(xué)國家重點實驗室的資助。
