魯東大學育種創新團隊在the Plant Journal發表小麥育種研究最新成果

——易科泰葉綠素熒光成像技術應用

隨著人口增長、氣候變化帶來的糧食危機，小麥作為主要的糧食作物，其產量、質量的提高是應對危機的重中之重。通過有效調控多種光合作用相關性狀（光合效率、光合色素等）以及產量相關性狀，可以提升作物生產力。HAL3在耐鹽性、細胞周期調控和細胞壁完整性中具有重要作用。然而，該基因對小麥光合作用及產量相關性狀的影響尚不明確。

魯東大學煙臺作物高產抗逆分子育種與高效栽培重點實驗室的團隊針對此開展研究，并于近日在中科院1區期刊the Plant Journal（影響因子：6.2）發表最新成果，揭示了TaHAL3-7A基因對小麥光合作用和產量性狀的影響。

    研究鑒定出TaHAL3基因在小麥所有組織中均有表達，其中莖稈和籽粒中的表達水平較高。在小麥和水稻中過表達TaHAL3-7A能顯著提高色素含量，增加單穗粒數和單株產量，增強小麥和水稻幼苗的耐鹽性（鹽脅迫下存活率顯著提高）；而TaHAL3-7A突變體則表現出色素含量降低和產量相關性狀減弱的表型。

同時，通過分析發現TaHAL3-7A的作用機制，即通過上調捕光葉綠素a/b結合蛋白(LHC)基因來增強光合效率。研究還證實了TaHAL3-7A與TaUFD1-3A的物理互作關系，二者協同調控光合色素積累，這些發現揭示了TaHAL3-7A在調控小麥光合色素中的關鍵作用，及其通過分子育種提高小麥產量的潛在應用價值。

研究中，團隊使用易科泰提供的FluorCam葉綠素熒光成像系統，在灌漿期（Z60）測定對照組Fielder和轉基因小麥Fielder-OE旗葉的 Fv/Fm_lss（光適應穩態下的PSII最大光化學效率）。

結果表明，相比對照Fielder，Fielder-OE轉基因小麥的Fv/Fm值顯著提高，與利用光合儀測定的凈光合速率表現一致。結合色素含量分析等，表明TaHAL3-7A通過調控光合效率促進了小麥光合色素的積累。

 研究中使用的FluorCam葉綠素熒光成像系統，為2021年易科泰為魯東大學作物高產抗逆分子育種與高效栽培重點實驗室提供的，該設備成為團隊作物抗逆育種研究中有利的光合表型鑒定工具。