中美學者克隆出提高籽粒產量關鍵基因 成果發表于國際學術期刊《科學》

小麥是全球分布最為廣泛的糧食作物，世界上有超過40%的人口以小麥為主食。提高小麥產量，事關糧食安全。4月10日，科技日報記者從南京農業大學獲悉，該校農學院應用植物基因組團隊賈海燕教授與美國俄克拉荷馬州立大學、中國農業科學院等機構合作，發現并克隆了一個提高小麥籽粒產量的關鍵基因TaCOL-B5，同時為蛋白質磷酸化可能參與小麥穗形成和籽粒產量提供了示范。該成果近日發表于國際學術期刊《科學》。

《科學》雜志同期配發的評論文章認為，“TaCOL-B5的發現是提高谷物產量的一個里程碑，因為它提高了我們對控制株型和產量的分子機制的理解”。

普通小麥的籽粒產量受三個主要因素影響：單位面積的穗數、每穗粒數和粒重。穗數可以通過促進分蘗而增加，每穗粒數分為小穗數和每小穗粒數兩個亞組分，增加小穗數是提高粒數但不降低粒重的有效途徑。

“最初，我們發現小麥‘CItr17600’的粒數較多，就想把控制這一表型的基因克隆出來，但這需要先‘鎖定’對應的基因組區域，然后再驗證候選基因是否決定了它的高產。”論文共同第一作者賈海燕說。

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

隨后，他們從CItr17600中克隆了TaCOL-B5的cDNA，將其轉化到揚麥18中，表型分析發現在轉基因的不同后代都顯著提高了穗數、每穗小穗節數及其粒數，從而證實TaCOL-B5是提高產量的關鍵基因。(科技日報記者 金鳳)