小麦研究发现产生可能影响未来作物的遗传秘密

一项新的研究已经在小麦中分离出一个控制小穗形状和大小的基因，这可以帮助育种者提高世界上最重要的作物之一的产量。

来自John Innes中心的团队表示，他们发现的潜在遗传机制也与许多其他主要谷物(包括玉米，大麦和大米)的花序(花)结构有关。

农艺学相关性状的遗传鉴定是小麦研究的一个重要里程碑;具有众所周知的复杂基因组的作物。

今天在“植物细胞”杂志上发表的研究结果为育种者提供了一种新工具，可以加速全球改良小麦的需求。该研究还重点介绍了一系列可用于小麦基础研究的下一代技术，小麦是世界上产量最丰富的作物。

协调全球小麦研究的小麦倡议已将花卉结构确定为必须改进的关键特征之一，如果要达到增加世界人口所需的1.6%的产量增加。

John Innes中心的Scott Boden博士表示，它在实验室和现场都取得了突破，其作物遗传学实验室与澳大利亚和剑桥的同事共同领导了这项研究。

“这篇论文是我们现在能够在小麦中做的事情的一个例子，它带来了很多资源。我们已经从实地再到实验室再回来。这是一个发展基因，有助于许多农学上重要的特征。这项研究所得到的知识和资源可以用来确定它是否确实有益于产量。“

“我们已经在学术意义上接近了这一点，但我们已经将它转向为育种者提供工具，以优化花卉发展。”

花卉结构的多样性已经被几代作物育种者利用以提高产量，并且该性状的遗传变异有可能进一步促进谷物生产。

该研究的重点是面包小麦中特定突变性状背后的遗传学，称为配对小穗，其中小麦花序由两个小穗而不是通常的小穗组成。这种特性与玉米和大米中的花卉生产相似，是一种可能导致产量增加的变异。

利用包括植物转化，基因测序和速度育种在内的一系列技术，研究人员研究了显示成对小穗的小麦品系，这些小穗来源于称为多亲晚期发育杂交(MAGIC)的作图种群;春小麦种群是一种研究和鉴定相关性状遗传起源的工具。

该研究揭示了一种名为TEOSINTE BRANCHED1(TB1)的基因调节小麦花序结构，通过延迟开花的机制促进成对的小穗，并减少控制侧枝(称为小穗)发育的基因的表达。

进一步分析表明，改变TB1功能的等位基因存在于英国和欧洲育种者使用的各种主要现代小麦品种中。此外，TB1的变异等位基因存在于冬小麦和春小麦的三个小麦基因组中的两个上。

遗传分析还表明，TB1与另一个已知很长时间的基因有关：所谓的绿色革命基因Rht-1，它控制植物的高度。

进一步的研究将确定归因于Rht-1的一些影响是否实际上是TB1效应。

该研究的作者表示，TB1基因对许多其他谷物(包括玉米，大麦和水稻)中花卉结构多样性的贡献也很重要 - 这些研究社区对该论文感兴趣。

博登博士希望该论文的其中一个影响是鼓励更多早期职业研究人员选择小麦进行发展研究项目。

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