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本報北京5月6日電（記者陳鵬） 日前，《自然》雜誌在線發表了中國農業大學農學院小麥研究中心最新研究成果《基於油菜素內酯和赤黴素激素平衡創製高產半矮稈小麥》。研yan究jiu團tuan隊dui通tong過guo多duo年nian大da規gui模mo田tian間jian表biao型xing調tiao查zha和he遺yi傳chuan學xue研yan究jiu，鑒jian定ding到dao一yi個ge顯xian著zhu提ti升sheng小xiao麥mai群qun體ti產chan量liang的de關guan鍵jian位wei點dian，為wei高gao產chan高gao效xiao半ban矮ai稈gan小xiao麥mai新xin品pin種zhong培pei育yu提ti供gong了le重zhong要yao基ji因yin資zi源yuan和he新xin的de育yu種zhong策ce略lve。這zhe項xiang研yan究jiu還hai鑒jian定ding到dao一yi個ge油you菜cai素su內nei酯zhi（Brassinosteroid，BR）信號轉導的關鍵正調控因子ZnF
，在理論上加深了對BR信號途徑的認識。中國農業大學博士研究生宋龍
、副教授劉傑為該論文的共同第一作者，教授倪中福為論文通訊作者。

研究團隊介紹，國內外實踐表明，品種對提高作物單產的貢獻率達到40%以上，其中關鍵基因的發掘和利用對小麥產量遺傳改良起到重要推動作用。比如，20世紀中葉的“綠色革命”通過利用Rht-B1b或Rht-D1b等矮稈基因，顯著降低小麥株高

，提高了收獲指數，解決了植株倒伏問題，從而實現了單產的大幅度提升。但是，Rht-B1b或Rht-D1b矮稈等位變異同時存在粒重和氮素利用效率顯著降低等不良效應。因此，挖掘和利用新的矮稈基因資源，培育不依賴於Rht1-B1b或Rht1-D1b的半矮稈小麥品種，一直是小麥遺傳育種領域關注的熱點問題之一。

中國農業大學農學院小麥研究中心曆時十年，基於正向遺傳學研究策略
，在4B染色體短臂上鑒定到一個協同提升小麥產量和氮素利用效率的半矮稈位點。該位點為一段500Kb左右的大片段缺失
，導致3個緊密連鎖的基因丟失，即Rht-B1/EamA-B/ZnF-B
，命名為r-e-z單倍型。與綠色革命基因型Rht-B1b相比，r-e-z缺失單倍型保持了半矮稈株型
，且莖稈強度
、耐密性、收獲指數
、千粒重和產量等均有顯著提升。在群體水平下


，缺失單倍型可使小麥增產10%以上。

為了解析決定r-e-z遺傳效應的候選基因，研究人員利用基因編輯技術創製了3個基因（Rht-B1/EamA-B/ZnF-B）的不同類型突變體。結果顯示

，與野生型Fielder（Rht-B1b）相比，赤黴素（Gibberellin，GA）信號的負調控因子Rht-B1b功能喪失導致株高

、穗長和粒重顯著增加；ZnF-B功能缺失表現出株高和千粒重降低的表型
，但是穗長沒有顯著差異；EamA-B敲除株係與野生型之間沒有觀察到表型改變。研究還發現
，Rht-B1b和ZnF-B同時突變與r-e-z遺傳效應基本相似。

單倍型分析結果表明
，增產的缺失單倍型為稀有的變異類型
，僅在我國的12份種質資源中存在。通過標記輔助選擇策略，結合常規育種，初步選育出4個整合r-e-z單倍型的高產
、半矮稈小麥苗頭品係，在群體條件下產量比高產主栽品種“良星99”提高6.5%~15.2%。

這個研究還發現，利用r-e-z單倍型介導的BR和GA激素再平衡
，可以培育出矮稈抗倒、高產和氮素高效利用的小麥品種，在突破現有綠色革命品種產量瓶頸方麵有潛在的重要育種利用價值。