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左圖顯示兩(liang) 個(ge) TaVSR1-B單倍型小麥的幼苗根係比對照組更長。右圖為(wei) TaVSR1-B Hap4小麥的根係形態。中國農(nong) 科院供圖
近日，《植物生物技術雜誌》在線發表了中國農(nong) 業(ye) 科學院作物科學研究所小麥基因資源發掘與(yu) 利用創新團隊最新成果。他們(men) 通過全基因組關(guan) 聯分析，發現小麥液泡分選受體(ti) 基因TaVSR1-B啟動子區轉座子與(yu) 孕穗期根深顯著相關(guan) 。
據論文通訊作者景蕊蓮介紹，根係深度是作物根係構型的重要組成性狀，在作物生長發育、產(chan) 量形成和非生物脅迫耐性等方麵發揮著重要作用。孕穗期是小麥產(chan) 量形成的關(guan) 鍵時期，這個(ge) 時期的根深直接影響小麥對深層土壤水分和養(yang) 分的吸收，最終作用於(yu) 產(chan) 量和抗逆性。然而由於(yu) 根係研究難度大，影響孕穗期根深的遺傳(chuan) 機製尚不清楚。
該研究調查了323份小麥種質的根深，並利用小麥660K SNP基因組芯片對這些材料進行基因分型。通過全基因組關(guan) 聯分析，檢測到一個(ge) 與(yu) 孕穗期根深相關(guan) 的液泡分選受體(ti) 基因TaVSR1-B。
小麥材料TaVSR1-B啟動子區轉座子的差異導致DNA甲基化水平及組蛋白修飾不同，進而影響基因表達，使孕穗期根深表現顯著差異。
隨後，該團隊對過表達TaVSR1-B基因的小麥、水稻及突變體(ti) 材料進行表型鑒定，揭示了其對根係生長的作用。初步證據表明，TaVSR1-B可能通過影響液泡的形成，促進伸長區細胞轉變為(wei) 成熟區細胞，進而影響根深。綜合來看，TaVSR1-B表達量升高，根伸長區變短，成熟區變長，根深增加。
該研究揭示了TaVSR1-B在控製根深方麵的功能，並明確了與(yu) 深根係相關(guan) 的優(you) 異單倍型以及不同單倍型差異表達的分子機理。這項工作為(wei) 闡釋小麥根係發育提供理論依據，為(wei) 小麥育種提供優(you) 異基因和種質資源。
該研究得到了國家自然科學基金、國家重點研發計劃等項目資助。
相關(guan) 論文信息：https://doi.org/10.1111/pbi.13564
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