Plant Com | 中国农科院作科所毛龙团队揭示TaKNOX1-TaAPO1-Rht1模块调控小麦穗粒数与产量潜力的新机制

该研究由中国农业科学院作物科学研究所毛龙团队联合中科院遗传发育所傅向东团队在Plant Communications发表,揭示了TaKNOX1-TaAPO1-Rht1反馈模块调控小麦每穗小穗数及产量潜力的分子机制。研究背景方面,提高每穗小穗数是后"绿色革命"时代提升小麦产量的关键途径,但相关分子调控机制尚不明确。研究目的为通过全基因组关联分析鉴定控制小穗数的主效基因并解析其调控机理。研究结论显示,研究团队在4B染色体上鉴定到TaKNOX-B1为候选基因,其外显子的L84F自然变异能提高每穗小穗数并在育种中受正向选择。机制上,TaKNOX-B1激活正调控基因TaAPO1的转录,而绿色革命基因蛋白Rht-B1b抑制该过程;但L84F变异能使TaKNOX-B1逃脱抑制,且TaAPO1与Rht-B1b更强互作,形成正反馈环路,显著增加穗粒数。聚合优异单倍型的品种产量进一步提高。该研究突破现有产量瓶颈,为小麦高产分子设计育种提供新靶点。