科学家发现冰草基因可提高小麦产量

近日，中国农业科学院作物科学研究所小麦大麦优异种质资源发掘与创新团队在一种小麦野生近缘种——冰草中鉴定出一个可调控穗粒数的关键基因AcRR1，并解析该基因在小麦中通过正向调控花的发育和抽穗期来提高小麦产量的分子机制。相关研究成果于日前发表在国际学术期刊《自然通讯》上。

  中国农业科学院作物科学研究所副研究员韩海明介绍，亩穗数、每穗粒数和千粒重是影响小麦产量的三大要素，当亩穗数提升到一定水平时，增加穗粒数就成为提高小麦产量最具有突破潜力和有效的途径。冰草作为一种小麦的野生近缘种，具有多花多粒和抵抗多种生物、非生物胁迫的特性，为小麦改良提供了丰富的遗传变异资源。

  在国家重点研发计划、国家自然科学基金等项目的支持下，小麦大麦优异种质资源发掘与创新团队在冰草中鉴定到一个决定穗发育的关键基因AcRR1。随后，科研人员在小麦中异源表达该基因，发现可显著增加植株的穗粒数，同时对小麦粒重等农艺性状没有任何影响。田间试验显示，相对于对照品种，表达该基因后的小麦产量可提升9.7%至12.3%。团队进一步研究发现，该基因可以通过调控小麦小花发育、开花相关基因的表达和幼穗细胞分裂素积累来提高穗粒数，并能缩短其需要经历的长时间低温环境诱导周期，促进早抽穗，进而提高小麦产量并使其早熟。

  韩海明表示，该研究成果为通过导入外源基因来提高小麦产量提供了理论基础和新思路。