近日，中國農業(yè)科學院作物科學研究所生物信息學及應用創(chuàng)新團隊協(xié)同小麥資源與利用創(chuàng)新團隊，深入研究了小麥育種過程中多性狀協(xié)同改良的分子遺傳基礎，為小麥復雜性狀遺傳基礎解析提供了切實可行的研究方法，進一步推動了小麥優(yōu)異基因以及優(yōu)異變異位點的挖掘和利用，對中國小麥高產育種具有指導意義。相關研究成果發(fā)表在《分子植物》（Molecular Plant）上。
據毛龍研究員介紹，作物種質資源多樣性調查對于深入了解作物株型和產量構成的遺傳基礎具有重要意義，但小麥這方面的研究較少。
該團隊通過梳理過去近百年的中國小麥育種歷史，結合分子標記收集，篩選到287份具有廣泛遺傳多樣性的微核心種質材料。研究人員以這287份國內微核心種質為材料，結合11個重要農藝性狀，從育種選擇、農藝性狀遺傳基礎、多性狀協(xié)同改良、優(yōu)異位點聚合、后綠色革命中赤霉素路徑的育種選擇修飾等方面，對國內小麥育種改良工作的分子遺傳基礎進行了全面解析。
通過對育種過程中主要農藝性狀的協(xié)同改良研究，獲得一批“降低株高-增加粒重”“降低株高-縮短開花期”以及“縮短開花期-增加粒重”的協(xié)同位點。其中，“降低株高-增加粒重”“降低株高-縮短開花期”的協(xié)同優(yōu)異位點在栽培種中的比例逐漸增加，且在育種年代中呈現(xiàn)逐漸累積的過程。
研究結果表明，現(xiàn)代育種改良通過G蛋白路徑和生長素路徑等多通路協(xié)調互作的模式對赤霉素路徑進行選擇修飾與精細調控，可實現(xiàn)后綠色革命時代新的高產目標。
該研究不僅為小麥復雜性狀遺傳基礎解析提供了切實可行的研究方法，而且進一步推動了小麥優(yōu)異基因以及優(yōu)異變異位點的挖掘和利用，對中國小麥高產育種具有指導意義。
該研究得到國家重點研發(fā)計劃、國家自然科學基金和中國農科院科技創(chuàng)新工程等項目的資助。
相關論文信息：https://doi.org/10.1016/j.molp.2022.01.004
