小麦作为全球最重要的粮食作物之一，为数十亿人口提供主要热量和蛋白质来源。提高小麦产量对保障全球粮食安全具有重要意义，而粒重作为产量三要素之一，具有较大的遗传改良潜力。

国科大博士生导师、中国科学院遗传与发育生物学研究所研究员鲁非团队与国科大博士生导师、中国科学院植物研究所研究员刘永秀团队合作，通过全基因组关联分析，成功鉴定到调控小麦千粒重的关键基因TaODORANT1。该基因编码一个R2R3型MYB转录因子，在籽粒发育阶段特异性高表达。通过CRISPR-Cas9技术构建的功能缺失突变体研究显示，TaODORANT1基因的突变不仅显著提高了千粒重和淀粉含量，更重要的是对淀粉的分子结构与理化特性产生了重要影响。突变体籽粒中淀粉颗粒数量明显增多，糊化特性得到优化，在提升产量潜力的同时，也显著改善了籽粒品质。深入的单倍型分析和直系同源基因比较显示，TaODORANT1的优异单倍型在小麦育种过程中受到持续选择，且该基因在禾本科作物中高度保守。这些发现为解析谷物产量形成的分子机制提供了新见解，为小麦高产优质育种提供了重要理论依据和分子靶标。

该研究成果在线发表于The Plant Journal。国科大博士研究生郭飞龙、丁润（培养单位：植物研究所），博士研究生许嵩（培养单位：遗传发育所）和遗传发育所尹长斌博士为论文共同第一作者。刘永秀、植物研究所助理研究员李煜及鲁非为共同通讯作者。该研究得到国家重点研发计划、中国科学院战略性先导科技专项、国家自然科学基金等项目的支持。

图1 TaODORANT1参与调控小麦籽粒淀粉含量及理化特性

全文链接