河南农业大学农学院陈锋教授团队在小麦产量分子调控机制解析方面取得重要进展

　　在新时代、新征程上，陈锋教授为解决小麦分子育种技术问题，不改初心，潜心科研。春节期间，陈锋教授带领团队，坚守在科研一线，在小麦粒长和株型等产量相关农艺性状的分子调控机制解析方面取得重要进展，在国际知名学术期刊Plant Biotechnology Journal和The Crop Journal连发两篇高水平科研论文。

 

　　小麦是世界主要作物之一，小麦粒长是决定小麦产量的重要因素之一。在小麦驯化和改良过程中，理想的株型是获得高产品种的主要选择标准。小麦分蘖角度是株型建成的重要因素，通过影响种植密度和群体光合效率进而影响和决定最终产量。挖掘与小麦粒长和分蘖角度相关的基因能够有效地提高小麦产量，解析其分子调控机制能够为小麦高产的遗传改良提供理论研究基础和高效的基因资源。然而，目前关于小麦粒长和分蘖角度遗传机制及调控基因的克隆较为有限，分子机制与作用需要进一步深入挖掘和解析。围绕这一亟待深入研究的科学问题，陈锋教授团队进行长期探索，挖掘出了多个与小麦粒长和分蘖角度相关的遗传调控位点，并进行深入研究。

 

　　近日，陈锋教授团队利用QTL、GWAS、重测序分析，以及筛选交换单株等方法在小麦1B染色体上定位并成功克隆出TaGL1基因，并对基因功能进行验证。进一步解析该基因在调控小麦粒长中的作用，发现TaGL1与一个可能参与茉莉酸通路的关键基因TaPAP6（fibrillin_dom）互作，并能够促进TaPAP6的表达水平。通过转录组分析表明，TaPAP6能够参与JA通路并调控JA含量，且小麦中JA含量与ABA含量是呈现负相关。综合本文研究结果，作者提出了一个理论机制，即TaGL1-B1能够与TaPAP6互作并促进了TaPAP6的表达，导致JA的累积并提高了类胡萝卜素和叶绿素含量，从而影响了小麦粒长，提高了小麦产量。该成果以“Identification of TaGL1-B1 gene controlling grain length through regulation of jasmonic acid in common wheat”为题在线发表题在国际知名学术期刊Plant Biotechnology Journal。农学院博士研究生Mohsin Niaz（巴基斯坦籍）为该论文的第一作者，陈锋教授为本文通讯作者，张灵然、吕国国、胡慧婷等研究生及孙丛苇、张宁、任妍老师参与了此项工作。本研究得到了国家自然科学基金、河南省重大科技专项、河南省科技攻关等项目的资助。利用正向遗传学手段克隆出控制小麦粒长的重要调控基因TaGL1-B1，并对该基因进行了功能验证和作用机制的解析，开发了分子标记。该成果不仅提高了对小麦粒长控制产量遗传基础的理解，同时为小麦产量聚合育种提供了新的基因资源和理论基础。

 

　　陈锋教授团队利用关联群体和RIL群体分蘖角度性状进行了多年多点的调查；通过自然群体的全基因组关联分析和RIL群体的QTL定位，鉴定到了同一位点，并进一步结合定位区段差异表达基因分析、基因功能注释、序列鉴定及基因表达验证，推测TraesCS4B02G049700为可能的候选基因。本研究采用多种定位手段鉴定到一个新的小麦分蘖角度主效QTL，为克隆小麦分蘖角度调控基因、解析分蘖角度及株型形成的调控机制以及株型改良育种奠定基础。该成果以“Identification of the candidate gene controlling tiller angle in common wheat through genome-wide association study and linkage analysis”为题发表在知名学术期刊 The Crop Journal。我校农学院赵磊副教授为该论文第一作者，陈锋教授为通信作者。该研究得到国家自然科学基金项目（31971947和32072057）、河南省重大科技专项（201300110800和201300111600）和河南省科技攻关项目（222102110026）的资助。该研究为克隆小麦分蘖角度调控基因、解析分蘖角度及株型形成的调控机制以及株型改良和小麦高产育种奠定基础。

 

　　科学与研究，前行与探索，熠熠闪耀的荣誉背后是“冷板凳”与“长征”般的艰辛过程。对于已在小麦科研战线上拼搏了26年的陈锋教授来说，如何真正解决农业生产的实际问题仍有很长的路要走。但敢于拼搏，才会有希望！因此，在新时代、新征程上，他将不改初心，为解决小麦分子育种技术问题，为科技兴农强农之梦而努力奋斗！