张学勇课题组在小麦籽粒产量形成研究领域取得新进展
禾谷作物籽粒70%是淀粉，其合成效率直接影响产量的形成。蔗糖合酶（Sucrose synthase, Sus）是胚乳淀粉合成途径的首个关键酶，负责将从叶片、叶鞘及茎秆等组织转移到籽粒中的蔗糖分解为葡萄糖和果糖，再经磷酸化后进入大分子淀粉的合成。蔗糖合酶在植物体内以四聚体存在并发挥作用，有两种类型（简称Ⅰ型和Ⅱ型）。在小麦中，Ⅰ型（TaSus1）编码基因位于第7部分同源群，Ⅱ型（TaSus2）在第2部分同源群染色体上。我们通过对全球1520个品种分析，发现TaSus2-2A、TaSus2-2B、TaSus1-7A和TaSus1-7B分别存在2种、2种、5种和2种单元型（Haplotypes），在D基因组中未发现变异；同一基因单元型之间，在近等基因系和自然群体中千粒重均存在显著差异（图A）。全球近100年的育种显著提升了优异单元型品种的比例（图B），其在各大洲品种中比例与育种的历史、对产量的要求（选择强度）呈明显相关（图C）；就同一基因而言，单元型间遗传效应差异越大，则所受选择强度也越大，在推广品种中达到固定的时间越早。对TaSus1-7A的研究发现，这类基因不仅是重要的育种目标，也是重要的驯化选择目标基因（图D）。这项研究可帮助我们理解育种中“源-流-库”三个产量形成因素中“流”的本质，也为解析谷类作物产量形成的遗传基础找到了新的思路。
以上研究于2014年1月在Plant Physiology在线发表（DOI: 10.1104/pp.113.232454），博士研究生侯健为第一作者。该研究得到国家973计划（2010CB125900）、国家小麦产业体系及转基因专项资助。
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http://www.plantphysiol.org/cgi/content/short/pp.113.232454?keytype=ref&ijkey=QFxUG8vIbG2Z4q2
