小麥?zhǔn)侨蚍植甲顬閺V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(chǎn)量，事關(guān)糧食安全。4月10日，科技日報記者從南京農(nóng)業(yè)大學(xué)獲悉，該校農(nóng)學(xué)院應(yīng)用植物基因組團(tuán)隊賈海燕教授與美國俄克拉荷馬州立大學(xué)、中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院等機(jī)構(gòu)合作，發(fā)現(xiàn)并克隆了一個提高小麥籽粒產(chǎn)量的關(guān)鍵基因TaCOL-B5，同時為蛋白質(zhì)磷酸化可能參與小麥穗形成和籽粒產(chǎn)量提供了示范。該成果近日發(fā)表于國際學(xué)術(shù)期刊《科學(xué)》。

《科學(xué)》雜志同期配發(fā)的評論文章認(rèn)為，“TaCOL-B5的發(fā)現(xiàn)是提高谷物產(chǎn)量的一個里程碑，因為它提高了我們對控制株型和產(chǎn)量的分子機(jī)制的理解”。

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

“最初，我們發(fā)現(xiàn)小麥‘CItr17600’的粒數(shù)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(yīng)的基因組區(qū)域，然后再驗證候選基因是否決定了它的高產(chǎn)。”論文共同第一作者賈海燕說。

研究人員先利用CItr17600和揚(yáng)麥18的F2:3家系，將一個控制每穗小穗節(jié)數(shù)的主效數(shù)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(zhuǎn)化到揚(yáng)麥18中，表型分析發(fā)現(xiàn)在轉(zhuǎn)基因的不同后代都顯著提高了穗數(shù)、每穗小穗節(jié)數(shù)及其粒數(shù)，從而證實(shí)TaCOL-B5是提高產(chǎn)量的關(guān)鍵基因。(科技日報記者 金鳳)