一个隐藏基因或能让小麦产量翻三倍

这种特殊性状最初发现于普通面包小麦的一种自然突变体中，但科学家此前并不清楚是哪种基因变化导致了该性状。为查明原因，马里兰州的研究团队绘制了多子房小麦的详细基因图谱，并将其与普通小麦进行对比。他们发现，一个通常不活跃的基因——WUSCHEL-D1（WUS-D1）在突变体植株中被激活了。当WUS-D1在小麦花形成早期被开启时，会扩大正在发育的花组织，从而形成额外的雌性结构，如雌蕊或子房。如果植物育种者能够学会触发或复制WUS-D1的这种激活，就有可能培育出每株结更多麦粒的新小麦品种。即使麦粒数量小幅增加，也会对全球粮食总产量产生重大影响。该研究的合著者、植物科学副教授维贾伊·蒂瓦里（Vijay Tiwari）表示：“确定这一性状的遗传基础为育种者将其整合到新小麦品种中提供了途径，有望增加每穗麦粒数量和总产量。通过使用基因编辑工具包，我们现在可以专注于进一步改良这一性状以提高小麦产量。这一发现为开发经济高效的杂交小麦提供了令人兴奋的途径。”这一点至关重要，因为小麦是世界主要粮食作物之一，每天养活数十亿人。随着全球小麦需求持续增长，气候变化、耕地有限和人口增长使得通过传统方法提高产量变得越来越困难。这一发现可以为育种者提供一种强大的新工具，在不需要更多土地、水或肥料的情况下提高产量。WUS-D1的发现还可能促成其他粮食作物的类似多子房品种的开发。除蒂瓦里博士外，马里兰大学植物科学系的其他论文作者还包括第一作者兼教师助理亚当·舍恩（Adam Schoen）、齐一平教授（Yiping Qi）、荣誉退休教授安格斯·墨菲（Angus Murphy）、妮迪·拉瓦特副教授（Nidhi Rawat）、丹尼尔·罗德里格斯-莱尔助理教授（Daniel Rodriguez-Leal）、罗伟峰助理研究员（Weifeng Luo）、博士生安摩尔·卡吉拉（Anmol Kajla）、博士后研究员帕尔瓦·库马尔·夏尔马（Parva Kumar Sharma）以及亚历克斯·马兰特（Alex Mahlandt，蒂瓦里实验室的前硕士研究生）。这篇题为《WUSCHEL-D1上调通过诱导小麦形成多子房小花来增加麦粒数量》的论文于2025年10月14日发表在《美国国家科学院院刊》上。这项研究得到了美国农业部国家食品与农业研究所（资助编号13716674和13368004）、澳大利亚研究理事会（FT210100810）、英国皇家学会（UF150081）以及伊特皮基金会的支持。本报道中的观点不一定反映这些机构的观点。