山西农业大学农学院与美国俄克拉荷马州立大学合作，解析小麦株型结构调控位点

小麦（Triticum aestivum L.）是我省主粮作物，也是世界上种植最广泛的农作物之一，其产量与粮食安全密切相关。株高是影响小麦产量的重要农艺性状，在20世纪50-60年代，育种家通过引入矮秆或半矮秆基因，显著提高了植株抗倒伏能力和收获指数，使粮食产量大幅提升，引发了著名的“绿色革命”。然而长期以来，育种家主要关注植株整体高度，而对株高组成部分（穗长、穗下节长和其他节间长度）进行解析的研究报道较少。

近日，山西农业大学农学院/作物遗传与分子改良山西省重点实验室与美国俄克拉荷马州立大学小麦分子遗传实验室合作，在MOLECULAR BREEDING上在线发表了题为“Genetic incorporation of genes for the optimal plant architecture in common wheat”的研究论文。该研究利用一个正常穗型的高秆小麦品系和一个密穗矮秆小麦品系（图1）构建了高代遗传群体，在山西、四川和俄克拉荷马州等地进行了多年表型鉴定，并利用高通量测序分型（GBS）和多样性阵列技术（DArT）分析了调控株高及其重要组成部分—穗长和穗下节长的遗传位点。

图1. 亲本SY95-71（左）和CH7034（右）的穗长（a）、穗下节长（b）和株高表型（c）

定位结果显示（图2），遗传群体株高受4B染色体上1个主效位点控制，该位点与降秆基因Rht-B1相关；7A染色体短臂和长臂上各有1个微效位点也参与了对株高的调控。穗下节长也受到降秆基因Rht-B1调控，此外还与一个在5A染色体上 vrn-A1基因连锁的主效位点相关。穗长则受1个与Q5A基因相关的主效位点控制，两个新的Q5A变异类型存在于山西小麦。育种家可通过分子标记来选择并整合上述调控位点的特定变异类型，以获得穗长较长、穗下节较长且株高较矮的小麦理想株型。

图2. 穗长主效调控位点QSl.sxau-5A的遗传定位

山西农业大学畅志坚研究员和美国俄克拉荷马州立大学严六零教授为论文通讯作者，山西农业大学乔麟轶副研究员为论文第一作者，张晓军副研究员为共同第一作者，李欣副研究员、李锐副研究员、贾举庆副教授和电子科技大学杨足君教授为共同作者。该研究得到山西省回国留学人员科研资助项目（2021-070）等基金资助。

（责编 李娟娟 助编 贺小晶）