New Phytol | 焦雨铃团队鉴定调控小花数和穗粒数的新基因HOX2, 为小麦产量性状遗传改良提供重要遗传基础

小麦作为主要粮食作物，其穗粒数受小花发育的调控，但相关分子机制了解有限。本研究基于CRISPR/Cas9技术，在小麦中鉴定出调控小花数和穗粒数的关键新基因HOX2。通过构建一系列突变体并在生长室和田间条件下验证，发现HOX2突变能显著增加小花数量与育性，从而提升小穗粒数和单穗穗粒数。功能分析指出，HOX-A2和HOX-D2两个同源基因起主导作用，而HOX-B2影响不显著。突变体可依据表型分为三个功能层级，其中三突变体aabbdd和双突变体aaBBdd表现最佳。尽管穗粒数增加，粒重略有下降，但对株高、分蘖数等农艺性状无负面影响。该研究为小麦产量性状的遗传改良提供了重要遗传基础。