一作解读|大麦最上节间伸长调控基因HvSS1的定位及候选基因筛选
5月5日, Theoretical and Applied Genetics 杂志在线发表了有关大麦最上节间伸长的研究论文，题目为“Identification and candidate gene mining of HvSS1, a novel qualitative locus on chromosome 6H, regulating the uppermost internode elongation in barley (Hordeumvulgare L.)”（DOI:10.1007/s00122-021-03837-8）。
茎杆是水稻、小麦、大麦等粮食作物的重要器官，由多个茎节以及相连的节间组成。各节间的伸长决定作物的株高，进而影响作物倒伏、穗伸出等重要性状。20世纪60年代水稻、小麦“绿色革命”成功的关键就是在育种中引入半矮杆基因，在保持丰产性的同时，降低株高，显著改善作物的倒伏情况。最上节间（uppermostinternode，UI），即穗下节，不仅对株高有很大贡献，同时还承担着支撑花序，决定穗从叶鞘中的伸出（即抽穗）程度、光合同化物向穗部的运输等重要功能，对作物的产量具有重要影响。因此，解析调控作物最上节间伸长的遗传及分子基础，对合理调节株高、优化冠层结构，实现作物理想株型具有理论及实践意义。但目前，对大麦、小麦等麦类作物中控制最上节间伸长的基因位点和分子机制知之甚少。
中科院成都生物研究所龙海研究团队在大麦资源圃中鉴定到一份包穗的自然突变体SS1(Sheathed Spike 1)。SS1最上节间伸长受到显著抑制，而其他节间长度与普通大麦材料NH差异不大（图1 a - e）。通过细胞切片观察发现，SS1最上节间细胞长度显著小于穗伸出正常的青稞品种喜马拉雅19（XL19）（图1 f、g）。外施赤霉素能显著促进SS1中UI伸长，而生长素和细胞分裂素无法产生类似作用，推测SS1节间伸长受抑制可能与内源活性赤霉素不足有关（图2）。对赤霉素合成途径中的关键基因GA20ox、GA3ox以及GA2ox的表达分析结果也支持这种推测（图3）。