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

閱讀:89      發(fā)布時(shí)間:2025-7-7
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魯東大學(xué)育種創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)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(zhǎng)、氣候變化帶來(lái)的糧食危機(jī),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(duì)危機(jī)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(tái)作物高產(chǎn)抗逆分子育種與高效栽培重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室的團(tuán)隊(duì)針對(duì)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。

 

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    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(qiáng)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(shí),通過分析發(fā)現(xiàn)TaHAL3-7A的作用機(jī)制,即通過上調(diào)捕光葉綠素a/b結(jié)合蛋白(LHC)基因來(lái)增強(qiáng)光合效率。研究還證實(shí)了TaHAL3-7ATaUFD1-3A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(jià)值。

研究中,團(tuán)隊(duì)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(cè)定對(duì)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)。

 

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結(jié)果表明,相比對(duì)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(cè)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(jìn)了小麥光合色素的積累。

 

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 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(diǎn)實(shí)驗(yàn)室提供的,該設(shè)備成為團(tuán)隊(duì)作物抗逆育種研究中有利的光合表型鑒定工具。

 

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