南京农业大学农学院贾海燕教授团队与美国俄克拉荷马大学合作克隆提高籽粒产量的关键基因

        南京农业大学农学院应用植物基因组团队贾海燕教授与美国俄克拉荷马大学合作在《Science》上发表了题为“TaCol-B5 modifies spike architecture and enhances grain yield in wheat”的研究论文，报道了一个决定普通小麦每穗小穗节数和籽粒产量基因的克隆，探讨了该基因提高产量的分子机制。研究人员利用CItr17600和扬麦18的F2群体，将一个控制每穗小穗节数的主效QTL定位在7B染色体上，LOD值达到15.3，解释43%的表型变异。通过重组体表型和基因型鉴定和双亲序列比对，推测TaCOL-B5为候选基因，命名为编码一种constans类似的蛋白。从CItr17600中克隆了TaCol-B5的cDNA，将其转化到扬麦18中，表型分析发现该基因在转基因的不同时代都可以显著提高每穗小穗节数和籽粒产量，确定TaCol-B5为控制每穗小穗节数的关键基因。TaCol-B5和Tacol-B5蛋白之间氨基酸的差异影响了与其他蛋白的相互作用。体外磷酸化相互作用的比较研究表明，TaCol-B5和Tacol-B5的Ser269/Gly269取代导致TaK4潜在的差异蛋白磷酸化。研究还分析了全球1756份小麦种质，发现仅有33份二粒小麦携带TaCol-B5等位基因，在全球现代小麦品种中极为罕见。