Current Biology：利用关键基因调控的分子途径提高小麦产量

　　

阿德莱德大学的一项研究发现，由一种传统上用于控制小麦开花行为的基因调控的分子途径可以被改变，以获得更高的产量。

这种基因被称为Photoperiod-1 (Ppd-1)，育种者经常使用它来确保小麦作物在季节提前开花和结实，避免夏季的恶劣条件。然而，也有一些已知的缺点。

通过检测受Ppd-1影响的基因表达，博登博士的研究小组发现了两种转录因子，它们可以被编辑来影响小麦穗上形成的小穗的数量和排列，以及穗出芽的时间。

Scott Boden博士是阿德莱德大学农业、食品和葡萄酒学院的未来研究员，他说:“一种名为ALOG1的转录因子的缺失，增加了小麦和大麦的分枝，而小麦和大麦通常会形成不分枝的花序，这表明该基因可能是小麦科作物中不分枝穗状花序的主要调节器。获得的知识将告诉育种者Ppd-1的基因靶点，为此我们可以利用遗传多样性来设计可能产生更好的基因型。虽然这种变异通过使授粉和谷物发育与更有利的环境条件相一致而有利于小麦的生产力，但它也通过减少小麦花序上形成的结粒小花和小穗的数量而降低产量。”Boden博士的研究小组目前正在该大学的研究中心进行实地试验，以测试基因编辑品系在实地条件下的表现。

巧合的是，德国研究人员在大麦中发现了ALOG1转录因子的类似作用，这为小麦和大麦花序的无分支进化提供了令人兴奋的线索，而水稻和玉米的花序则表现出更复杂的分支模式。

澳大利亚是世界上最大的小麦出口国，2022年生产了36,237,477吨小麦，这是该国有记录以来的最大年度收成。

Boden博士说:“小麦为人类饮食提供了20%的卡路里和蛋白质，科学家和育种者需要找到方法，到2050年将小麦的谷物产量提高60- 70%，以维持不断增长的全球人口的粮食安全。像我们这样的研究特别重要，因为它们提供了一个基因靶标列表，可以与转化和基因编辑等新技术一起使用，以产生新的多样性，这可能有助于提高作物产量。我们预计我们的研究将导致进一步发现控制小麦小穗和小花发育的基因，并在此过程中有利于提高小麦产量潜力的策略的发展。”