近日，中國科學(xué)院成都生物研究所研究員龍海團(tuán)隊(duì)在調(diào)控小麥葉片衰老與氮分配基因挖掘方面獲新進(jìn)展，相關(guān)成果于12月4日發(fā)表于《理論與應(yīng)用遺傳學(xué)》。
葉片衰老是作物籽粒發(fā)育的轉(zhuǎn)折點(diǎn)，與產(chǎn)量和籽粒品質(zhì)密切相關(guān)。調(diào)控葉片衰老是提高產(chǎn)量和營養(yǎng)品質(zhì)的重要策略，其應(yīng)用很大程度上取決于我們對衰老相關(guān)基因及其分子機(jī)制的認(rèn)識。然而，目前對小麥葉片衰老調(diào)控基因的認(rèn)識有限。
基于科成麥1號的EMS突變體庫，研究者篩選獲得了一個(gè)具有明顯葉片褪綠和早衰特征的突變體wpg1。該突變體自拔節(jié)期起葉片顯著黃化，但葉綠體結(jié)構(gòu)保持完整，葉片中葉綠素含量和氮含量均顯著低于野生型。深入分析發(fā)現(xiàn)，wpg1突變體中氮從葉片向穗部的轉(zhuǎn)運(yùn)過程顯著加速，導(dǎo)致葉片氮缺乏而穗部器官及成熟籽粒氮積累增加，這直接影響了葉片光合能力并加速衰老進(jìn)程。
遺傳分析發(fā)現(xiàn)，wpg1葉片褪綠與早衰性狀由一個(gè)顯性基因位點(diǎn)控制，利用BSE分析與分子標(biāo)記進(jìn)一步將WPG1定位到小麥2A染色體上34.69 M-41.19 M的物理區(qū)間。轉(zhuǎn)錄組分析進(jìn)一步證實(shí)，wpg1突變體中葉綠素合成、光合作用以及氮吸收、轉(zhuǎn)運(yùn)相關(guān)基因的表達(dá)顯著下調(diào)，揭示了氮缺乏與葉片衰老之間的分子聯(lián)系。
該研究鑒定出一個(gè)新的調(diào)控小麥葉片衰老和氮分配的關(guān)鍵位點(diǎn)WPG1，不僅為后續(xù)基因克隆與功能解析奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)，也為闡釋小麥葉片衰老調(diào)控網(wǎng)絡(luò)提供了關(guān)鍵基因資源，更指明了一條通過調(diào)控氮分配效率平衡營養(yǎng)生長與籽粒發(fā)育的新途徑，對小麥高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)育種具有重要指導(dǎo)意義。
相關(guān)論文信息：https://doi.org/10.1007/s00122-025-05084-7
本文鏈接：小麥葉片衰老基因獲揭示 調(diào)控氮分配影響籽粒發(fā)育http://m.sq15.cn/show-11-29632-0.html
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