9月5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挖掘與利用創(chuàng)新團隊通過正向遺傳學(xué)方法克隆了一個調(diào)控小麥株高和粒形的新基因 DRG1 ，并揭示了其通過影響小麥細胞微絲骨架調(diào)控小麥株高及粒形的分子機制，為小麥遺傳改良及分子設(shè)計育種提供了新途徑，相關(guān)研究成果以長文的形式發(fā)表在《新植物學(xué)家（New Phytologist）》期刊。

 

　　小麥是我國的主要口糧作物之一，其高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)對保障國家糧食安全具有重要意義。克隆和解析影響小麥株高和粒形的關(guān)鍵基因，并將其應(yīng)用于品種改良是提高小麥產(chǎn)量的有效途徑之一。

 

　　該研究團隊從小麥偃展1號突變體庫中鑒定到一個顯性矮稈圓粒突變體 drg1-D ，突變體全生育期株高均矮于野生型，籽粒變短呈近圓形。對 drg1-D 組織學(xué)觀察發(fā)現(xiàn)其農(nóng)藝性狀的變化是由于其細胞形狀改變和無規(guī)則排列所致。利用圖位克隆、遺傳互補和基因編輯等方法克隆到株高與粒形調(diào)控新基因 DRG1 ，其編碼一個參與微絲形成的肌動蛋白。進一步研究發(fā)現(xiàn)， DRG1 基因突變影響了微絲延伸的方向和微絲聚合的穩(wěn)定性，導(dǎo)致突變體植株矮化、籽?？s短。該研究為更好地理解肌動蛋白的聚合及其組裝成微絲和陣列提供了重要指導(dǎo)，同時也為小麥株型改良提供了候選基因和理論指導(dǎo)。

 

　　中國農(nóng)科院作科所博士后解振誠和張立超副研究員為共同第一作者，劉旭院士、孔秀英研究員和夏川副研究員為共同通訊作者。本研究得到國家自然基金、農(nóng)業(yè)科技重大項目、中國農(nóng)科院農(nóng)科英才和科技創(chuàng)新工程的資助。