近日，西北農林科技大學農學院許盛寶教授團隊在《The Plant Journal》上發表了題為“Integration of genome-wide association study, linkage analysis, and population transcriptome analysis to reveal the TaFMO1-5B modulating seminal root growth in bread wheat”的研究論文，挖掘到一個新的調控小麥苗期根系生長的基因—TaFMO1-5B，并評估了其對農藝性狀的影響，為小麥根系結構的遺傳改良提供了新的基因資源。
本研究利用實驗室前期獲得的406份遺傳多樣性豐富的六倍體小麥材料苗期根系轉錄組和表型數據（Wang et al. 2022），通過全基因組關聯分析鑒定到一個新的調控小麥苗期根系生長的QTL—QTrl.Rs-5B（5B: 530.23—531.82 Mb），并用兩個F5:6分離群體驗證了該位點的功能。
該QTL區間內共有18個基因表達，其中TraesCS5B02G350700的表達量與總根長和根表面積顯著負相關，且表達量在兩種單倍型間存在顯著差異，因此將其確定為該區間內的候選基因。TraesCS5B02G350700是擬南芥AtFMO1的同源基因，該基因編碼含黃素單加氧酶1，將其命名為TaFMO1-5B。利用病毒介導的基因沉默技術（BSMV-VIGS和TRV-VIGS）驗證了TaFMO1-5B對小麥苗期根系發育的調控功能。
此外，多環境的田間表型數據表明QTrl.Rs-5B的優勢單倍型QTrl.Rs-5BHapB可改良小麥株型和產量性狀，其頻率在現代小麥栽培種中上升，具有較大的育種應用潛力。
本研究鑒定到1個調控小麥苗期根系生長的QTL—QTrl.Rs-5B，并利用群體轉錄組分析發現TaFMO1-5B是位點區間內調控小麥苗期根系生長的基因，農藝性狀分析表明其亦可改良株型和產量相關性狀，為小麥根系結構遺傳改良提供了重要基因資源和分子工具。本研究數據存放于小麥基因型和表型數據庫（http://resource.iwheat.net/PWGBD/），并提供下載。
西北農林科技大學農學院王曉明副教授和許盛寶教授為該論文的共同通訊作者，博士生趙鵬、已畢業碩士生馬秀云和已畢業本科生張睿澤（現為南卡羅來納大學博士生）為論文共同第一作者，吉萬全教授和史雪老師對該工作進行了指導和幫助，碩士生程明珠、牛亞鑫參與了該課題研究。本研究得到中國博士后科學基金特別資助（2021T140566）項目和西北農林科技大學高性能計算平臺的支持。
論文地址：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/tpj.16432
日期：2023-11-10
本研究利用實驗室前期獲得的406份遺傳多樣性豐富的六倍體小麥材料苗期根系轉錄組和表型數據（Wang et al. 2022），通過全基因組關聯分析鑒定到一個新的調控小麥苗期根系生長的QTL—QTrl.Rs-5B（5B: 530.23—531.82 Mb），并用兩個F5:6分離群體驗證了該位點的功能。
該QTL區間內共有18個基因表達，其中TraesCS5B02G350700的表達量與總根長和根表面積顯著負相關，且表達量在兩種單倍型間存在顯著差異，因此將其確定為該區間內的候選基因。TraesCS5B02G350700是擬南芥AtFMO1的同源基因，該基因編碼含黃素單加氧酶1，將其命名為TaFMO1-5B。利用病毒介導的基因沉默技術（BSMV-VIGS和TRV-VIGS）驗證了TaFMO1-5B對小麥苗期根系發育的調控功能。
此外，多環境的田間表型數據表明QTrl.Rs-5B的優勢單倍型QTrl.Rs-5BHapB可改良小麥株型和產量性狀，其頻率在現代小麥栽培種中上升，具有較大的育種應用潛力。
本研究鑒定到1個調控小麥苗期根系生長的QTL—QTrl.Rs-5B，并利用群體轉錄組分析發現TaFMO1-5B是位點區間內調控小麥苗期根系生長的基因，農藝性狀分析表明其亦可改良株型和產量相關性狀，為小麥根系結構遺傳改良提供了重要基因資源和分子工具。本研究數據存放于小麥基因型和表型數據庫（http://resource.iwheat.net/PWGBD/），并提供下載。
西北農林科技大學農學院王曉明副教授和許盛寶教授為該論文的共同通訊作者，博士生趙鵬、已畢業碩士生馬秀云和已畢業本科生張睿澤（現為南卡羅來納大學博士生）為論文共同第一作者，吉萬全教授和史雪老師對該工作進行了指導和幫助，碩士生程明珠、牛亞鑫參與了該課題研究。本研究得到中國博士后科學基金特別資助（2021T140566）項目和西北農林科技大學高性能計算平臺的支持。
論文地址：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/tpj.16432
日期：2023-11-10
