Nat commun | 山西农大王拴锁团队发现谷子增产密码：SiSD1 基因兼顾矮秆、氮高效与杂交高产

谷子是旱区重要杂粮，但产量远低于水稻和小麦，主要限制因素包括植株过高易倒伏和分蘖少。本研究旨在通过解析矮秆多分蘖谷子品种“蹲谷”的基因组，寻找兼顾矮秆、氮高效和杂交高产的基因。研究完成了该品种的端粒到端粒基因组组装，并鉴定出SiSD1基因，它编码赤霉素20-氧化酶2，是水稻SD1基因的同源基因。SiSD1功能缺失可降低赤霉素含量，重塑氮代谢，使植株表现半矮秆、分蘖增多和产量提升。杂合基因型能协调株高、分蘖与氮利用效率，实现产量杂种优势。该优异等位基因存在于高产杂交谷子品种中，其转录受SiSLR1-SiERF7/073模块调控，且驯化中发生的D157E氨基酸变异受到人工正选择。结论表明，SiSD1是调控生长发育和氮代谢的多效基因，利用其杂合优势可为作物遗传改良提供高效育种策略。