近日，中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院作物科學(xué)研究所生物信息學(xué)及應(yīng)用創(chuàng)新團(tuán)隊協(xié)同小麥資源與利用創(chuàng)新團(tuán)隊，在小麥育種過程中多性狀協(xié)同改良的遺傳基礎(chǔ)解析研究中取得階段性進(jìn)展。1月12日，相關(guān)研究成果發(fā)表在《Molecular Plant》雜志上。
據(jù)毛龍研究員介紹，作物種質(zhì)資源多樣性調(diào)查對于深入了解作物株型和產(chǎn)量構(gòu)成的基因組基礎(chǔ)具有重要意義，但這方面的研究在小麥中知之甚少。
該團(tuán)隊通過梳理過去近百年的中國小麥育種歷史，結(jié)合分子標(biāo)記收集，篩選到287份具有廣泛遺傳多樣性的微核心種質(zhì)材料。研究人員以上述287份國內(nèi)微核心種質(zhì)為材料，結(jié)合11個重要農(nóng)藝性狀，從育種選擇、農(nóng)藝性狀遺傳基礎(chǔ)、多性狀協(xié)同改良、優(yōu)異位點(diǎn)聚合、后綠色革命中赤霉素路徑的育種選擇修飾等方面對國內(nèi)小麥育種改良工作的分子遺傳基礎(chǔ)進(jìn)行了全面解析。通過對育種過程中主要農(nóng)藝性狀的協(xié)同改良研究，獲得一批“降低株高-增加粒重”、“降低株高-縮短開花期”以及“縮短開花期-增加粒重”的協(xié)同位點(diǎn)。“降低株高-增加粒重”、“降低株高-縮短開花期”的協(xié)同優(yōu)異位點(diǎn)在栽培種中的比例逐漸增加，且在育種年代中呈現(xiàn)逐漸累積的過程。研究結(jié)果表明現(xiàn)代育種改良通過G蛋白路徑和生長素路徑等多通路協(xié)調(diào)互作的模式對赤霉素路徑進(jìn)行選擇修飾與精細(xì)調(diào)控，以實(shí)現(xiàn)后綠色革命時代新的高產(chǎn)目標(biāo)。
微核心種質(zhì)群體特征和以赤霉素路徑為核心的多路徑協(xié)同小麥株型與籽粒產(chǎn)量改良模式
本研究不僅為小麥復(fù)雜性狀遺傳基礎(chǔ)解析提供了切實(shí)可行的研究方法，而且進(jìn)一步推動了小麥優(yōu)異基因以及優(yōu)異變異位點(diǎn)的挖掘和利用，對中國小麥高產(chǎn)育種具有指導(dǎo)意義。
作科所李愛麗研究員、郝晨陽副研究員和在讀博士生王振玉為該論文的共同第一作者，作科所毛龍研究員、張學(xué)勇研究員、李愛麗研究員和中科院遺傳發(fā)育所傅向東研究員為該論文的共同通訊作者。該工作得到國家重點(diǎn)研發(fā)計劃項目、國家自然科學(xué)基金項目和中國農(nóng)科院科技創(chuàng)新工程“藏糧于技”項目的資助。
原文鏈接：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1674205222000041
