一作解读| 小麦粒重QTL定位取得进展
小麦是世界35%以上人口的主粮，保证小麦产量稳步提高非常重要，高产也一直是小麦最重要的育种目标。粒重作为小麦产量三要素之一，其主效基因的精细定位是小麦高产分子育种的重要基础。
本实验室前期利用90K芯片，在豆麦/石4185构建的RIL群体中，鉴定到11个粒重QTL位点，其中QTKW.caas-4BS横跨Rht-B1位点，在全部6个环境中均稳定存在，解释12.1–45.6%的表型变异，但是与株高关系不大。为进一步解析QTKW.caas-4BS遗传调控机制，通过基因组挖掘和Wheat660K芯片，利用RIL群体在该区间内加密了8个标记，将QTKW.caas-4BS定位至1.5 cM遗传区间内。利用IWGSC RefSeq v1.0进行基因组挖掘时发现豆麦缺失约483 kb，包括三个注释基因ZnF、EamA和Rht-B1（图1）。豆麦Rht-B1缺失 (Rht-B1g) 后理论上为高秆表型，石4185含有等位基因Rht-B1b为半矮秆表型，但豆麦/石4185 RIL群体的遗传分析显示QTKW.caas-4BS并不影响株高，可见豆麦中该位点还包括其他矮秆基因。
从遗传连锁图谱来看，有五个基因TraesCS4B02G042400–TraesCS4B02G042800在QTKW.caas-4BS较大的置信区间内，其中TraesCS4B02G042700 (TB-B1) 是玉米TB1同源基因。玉米TB1基因属于TCP转录因子家族，表达量增加会降低植株株高和分蘖。通过qPCR实验，发现TB-B1在豆麦分蘖节、茎和幼穗中的表达量远高于石4185（图2）。TB-B1表达量增加可解释豆麦缺失Rht-B1后，粒重增加，株高降低的现象，因此QTKW.caas-4BS候选基因可能是Rht-B1b和TB-B1。目前，已构建次生作图群体并筛选交换单株对该区段进一步精细定位，同时开展了Rht-B1b和TB-B1过表达和CRISPR工作。有趣的是，TB-B1基因2459 bp启动子区和1065 bp编码区在亲本间无差异，表达差异可能由483 kb片段缺失或远端调控序列导致，需要深入研究。
据作者描述，483 kb片段缺失后，导致附近的交换频率降低，给利用交换单株进行精细定位带来困难；同时审稿人建议用近等基因系做qPCR更有意义。
2019年9月14日Theoretical and Applied Genetics杂志在线发表了这一研究成果，中国农科院作科所小麦品质育种课题组何中虎研究员和曹双河副研究员为该论文的共同通讯作者，博士生徐登安为该论文第一作者。该项研究得到国家重点研发计划和中国农业科学院科技创新项目资助。
图1 小麦Chr4BS染色体部分区段基因共线性分析
图2 候选基因表达量分析