中国农业科学专题文章 | 四川农业大学王际睿课题组关于小麦穗发芽抗性机制及抗性育种的研究

小麦穗发芽（pre-harvest sprouting，PHS）是指小麦在成熟期遭遇连续阴雨天气时籽粒在穗上发芽的现象。小麦穗发芽是基因与环境互作的结果，涉及众多的影响因素，包括种子休眠水平、种子结构、植物激素等内部因素，以及温度、湿度等外界环境因素，其中，种子自身的休眠特性是影响穗发芽的主要因素。

近期，四川农业大学王际睿课题组完成的题为“小麦穗发芽抗性机制及抗性育种研究”的研究在《中国农业科学》2024年第57卷7期正式发表。

种子休眠水平是影响小麦穗发芽抗性的主要因素，而往往驯化作物的籽粒休眠水平低，导致栽培小麦普遍比其野生祖先种更易发生穗发芽。小麦穗发芽主要受外源环境（温度、湿度等）和内源植物激素（GAs、ABA、IAA、MeJA、ET、BR）的调控。已鉴定出一批抗穗发芽材料，并克隆了一系列调控穗发芽抗性的关键基因，如PM19、MFT、MKK3、Myb10-3D、Vp1等。通过分子标记辅助选择、人工合成小麦和 CRISPR/Cas9 基因编辑技术，已成功创制了抗穗发芽小麦新材料。

穗发芽相关基因在小麦种子发育的不同时期表达模型

该文主要从穗发芽发生的遗传与生理机制、穗发芽对产量品质的危害、穗发芽抗性种质资源与相关基因发掘、抗穗发芽小麦新材料创制等方面综述近年来小麦穗发芽的研究进展，并对未来小麦抗穗发芽研究方向和育种改良策略提出建议，以期为未来创造环境稳定的抗穗发芽小麦品种提供参考。该研究获得科技创新 2030（2023ZD04069）、国家农业科技重大专项（NK20220607）、国家自然科学基金（32301810，32301837，U22A20472）、国家重点研发计划（2018YFE0112000）、四川省科技计划（2023NSFSC0217，2021YFH0077）的资助。

论文链接：

《小麦穗发芽抗性机制及抗性育种研究》

引用本文：

董慧雪, 陈倩, 郭晓江, 王际睿. 小麦穗发芽抗性机制及抗性育种研究[J]. 中国农业科学, 2024, 57(7): 1237-1254.

DONG HuiXue, CHEN Qian, GUO XiaoJiang, WANG JiRui. Research on the Mechanisms of Pre-Harvest Sprouting and Resistant Breeding in Wheat[J]. Scientia Agricultura Sinica, 2024, 57(7): 1237-1254.

“种子萌发与穗发芽”专题 

☉ 广东省农业科学院刘军课题组探析水杨酸引发提高低温下水稻种子萌发活力的生理与分子效应