近日，中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院作物科學(xué)研究所小麥基因資源發(fā)掘與利用創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)通過全基因組關(guān)聯(lián)分析，發(fā)現(xiàn)小麥液泡分選受體基因 TaVSR1-B 啟動(dòng)子區(qū)轉(zhuǎn)座子與孕穗期根深顯著相關(guān)。2月8日，相關(guān)研究成果在《植物生物技術(shù)雜志（Plant Biotechnology Journal）》在線發(fā)表。
據(jù)景蕊蓮研究員介紹，根系深度是作物根系構(gòu)型的重要組成性狀，在作物生長(zhǎng)發(fā)育、產(chǎn)量形成和非生物脅迫耐性等方面發(fā)揮著重要作用。孕穗期是小麥產(chǎn)量形成的關(guān)鍵時(shí)期，該時(shí)期的根深直接影響小麥對(duì)深層土壤水分和養(yǎng)分的吸收，最終作用于產(chǎn)量和抗逆性。然而由于根系研究難度大，影響孕穗期根深的遺傳機(jī)制尚不清楚。
該研究調(diào)查了323份小麥種質(zhì)的根深，并利用小麥660K SNP基因組芯片對(duì)這些材料進(jìn)行基因分型，通過全基因組關(guān)聯(lián)分析，檢測(cè)到一個(gè)與孕穗期根深相關(guān)的液泡分選受體基因 TaVSR1-B 。小麥材料 TaVSR1-B 啟動(dòng)子區(qū)轉(zhuǎn)座子的差異導(dǎo)致DNA甲基化水平及組蛋白修飾不同，進(jìn)而影響基因表達(dá)，使孕穗期根深表現(xiàn)顯著差異。對(duì)過表達(dá) TaVSR1-B 基因的小麥、水稻及突變體材料表型鑒定揭示了其對(duì)根系生長(zhǎng)的作用。初步證據(jù)表明， TaVSR1-B 可能通過影響液泡的形成，促進(jìn)伸長(zhǎng)區(qū)細(xì)胞轉(zhuǎn)變?yōu)槌墒靺^(qū)細(xì)胞，進(jìn)而影響根深。綜合來看， TaVSR1-B 表達(dá)量升高，根伸長(zhǎng)區(qū)變短，成熟區(qū)變長(zhǎng)，根深增加。
該研究揭示了 TaVSR1-B 在控制根深方面的功能，并明確了與深根系相關(guān)的優(yōu)異單倍型以及不同單倍型差異表達(dá)的分子機(jī)理。這項(xiàng)工作為闡釋小麥根系發(fā)育提供理論依據(jù)，為小麥育種提供優(yōu)異基因和種質(zhì)資源。
作科所助理研究員王景一、李龍和李超男為論文的第一作者，毛新國副研究員和景蕊蓮研究員為通訊作者。該研究得到了國家自然科學(xué)基金、國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃等項(xiàng)目資助。
原文鏈接：https://doi.org/10.1111/pbi.13564
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