魯東大學(xué)育種創(chuàng)新團隊在the Plant Journal發(fā)表小麥育種研究最新成果

——易科泰葉綠素?zé)晒獬上窦夹g(shù)應(yīng)用

隨著人口增長、氣候變化帶來的糧食危機，小麥作為主要的糧食作物，其產(chǎn)量、質(zhì)量的提高是應(yīng)對危機的重中之重。通過有效調(diào)控多種光合作用相關(guān)性狀（光合效率、光合色素等）以及產(chǎn)量相關(guān)性狀，可以提升作物生產(chǎn)力。HAL3在耐鹽性、細(xì)胞周期調(diào)控和細(xì)胞壁完整性中具有重要作用。然而，該基因?qū)π←湽夂献饔眉爱a(chǎn)量相關(guān)性狀的影響尚不明確。

魯東大學(xué)煙臺作物高產(chǎn)抗逆分子育種與高效栽培重點實驗室的團隊針對此開展研究，并于近日在中科院1區(qū)期刊the Plant Journal（影響因子：6.2）發(fā)表最新成果，揭示了TaHAL3-7A基因?qū)π←湽夂献饔煤彤a(chǎn)量性狀的影響。

    研究鑒定出TaHAL3基因在小麥所有組織中均有表達(dá)，其中莖稈和籽粒中的表達(dá)水平較高。在小麥和水稻中過表達(dá)TaHAL3-7A能顯著提高色素含量，增加單穗粒數(shù)和單株產(chǎn)量，增強小麥和水稻幼苗的耐鹽性（鹽脅迫下存活率顯著提高）；而TaHAL3-7A突變體則表現(xiàn)出色素含量降低和產(chǎn)量相關(guān)性狀減弱的表型。

同時，通過分析發(fā)現(xiàn)TaHAL3-7A的作用機制，即通過上調(diào)捕光葉綠素a/b結(jié)合蛋白(LHC)基因來增強光合效率。研究還證實了TaHAL3-7A與TaUFD1-3A的物理互作關(guān)系，二者協(xié)同調(diào)控光合色素積累，這些發(fā)現(xiàn)揭示了TaHAL3-7A在調(diào)控小麥光合色素中的關(guān)鍵作用，及其通過分子育種提高小麥產(chǎn)量的潛在應(yīng)用價值。

研究中，團隊使用易科泰提供的FluorCam葉綠素?zé)晒獬上裣到y(tǒng)，在灌漿期（Z60）測定對照組Fielder和轉(zhuǎn)基因小麥Fielder-OE旗葉的 Fv/Fm_lss（光適應(yīng)穩(wěn)態(tài)下的PSII最大光化學(xué)效率）。

結(jié)果表明，相比對照Fielder，Fielder-OE轉(zhuǎn)基因小麥的Fv/Fm值顯著提高，與利用光合儀測定的凈光合速率表現(xiàn)一致。結(jié)合色素含量分析等，表明TaHAL3-7A通過調(diào)控光合效率促進了小麥光合色素的積累。

 研究中使用的FluorCam葉綠素?zé)晒獬上裣到y(tǒng)，為2021年易科泰為魯東大學(xué)作物高產(chǎn)抗逆分子育種與高效栽培重點實驗室提供的，該設(shè)備成為團隊作物抗逆育種研究中有利的光合表型鑒定工具。