小麦粒重形成的分子调控机制研究综述

魏玮; 郭嘉莲; 万琳涛; 徐林峰; 丁明全; 周伟

doi:10.11833/j.issn.2095-0756.2016.02.022

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小麦粒重形成的分子调控机制研究综述

魏玮 , 郭嘉莲 , 万琳涛 , 徐林峰 , 丁明全 , 周伟

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魏玮, 郭嘉莲, 万琳涛, 徐林峰, 丁明全, 周伟. 小麦粒重形成的分子调控机制研究综述[J]. 浙江农林大学学报, 2016, 33(2): 348-356. doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.2016.02.022

引用本文:

WEI Wei, GUO Jialian, WAN Lintao, XU Linfeng, DING Mingquan, ZHOU Wei. Research progress on molecular regulation mechanism of grain weight formation in wheat[J]. Journal of Zhejiang A&F University, 2016, 33(2): 348-356. doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.2016.02.022

Citation:

WEI Wei, GUO Jialian, WAN Lintao, XU Linfeng, DING Mingquan, ZHOU Wei. Research progress on molecular regulation mechanism of grain weight formation in wheat[J]. Journal of Zhejiang A&F University, 2016, 33(2): 348-356. doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.2016.02.022

小麦粒重形成的分子调控机制研究综述

doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.2016.02.022

1.
浙江农林大学农业与食品科学学院/浙江省农产品品质改良技术研究重点实验室，浙江临安 311300;
2.
浙江省开化县农作物技术推广站，浙江开化 324300;
3.
浙江勿忘农种业科学研究院有限公司，浙江杭州 310020

基金项目:

国家自然科学基金资助项目（31201208）;2014年度浙江省科技创新活动计划（新苗人才计划）项目（2014R412048）;浙江省旱粮农业新品种选育重大科技专项（2012C12902-2-6）;浙江省科技创新团队项目（2011R50026-23）;浙江农林大学人才启动基金项目（2012FR028，2010FK040）

详细信息

作者简介: 魏玮，从事植物分子遗传研究。

通信作者: 周伟，副教授，博士，从事植物分子遗传与种质资源创新研究。

中图分类号: S512.1

Research progress on molecular regulation mechanism of grain weight formation in wheat

1.
The Key Laboratory for Quality Improvement of Agricultural Products of Zhejiang Province, School of Agriculture and Food Science, Zhejiang A & F University, Lin’an 311300, Zhejiang, China;
2.
The Crop Technical Extension Station of Kaihua County, Kaihua 324300, Zhejiang, China;
3.
Zhejiang Wuwangnong Seeds Science Research Institute Co., Ltd., Hangzhou 310020, Zhejiang, China

Funds:

摘要: 粒重是小麦Triticum aestivum产量构成的三大要素之一，是由多基因控制的数量性状，极易受环境因素的影响。国内外学者围绕粒重形成的遗传特征和分子调控机制进行了大量研究，也取得了一些研究进展。如何高效地利用前人的研究成果进行不断创新以提高小麦单产是育种工作者重要的研究课题。围绕小麦粒重形成的构成要素、遗传特征、QTLs（quantitative trait loci，QTLs）遗传定位、籽粒质量形成候选基因的克隆与分子调控机制解析等方面的最新研究展开综述；同时总结了以往研究过程中存在的问题，并结合自身研究对研究前景进行分析后指出：为了从分子水平上全面阐明小麦粒重形成的调控机制，后续研究首先应在小麦粒重形成的关键时期对籽粒激素的变化特征进行全面分析；其次要利用全基因组关联分析和高通量测序技术进一步开发与性状密切相关联的SNP标记（single nucleotide polymorphism，SNP）；最后结合作图群体进行表型与SNP分析技术为基础的基因型关联性分析，对粒重形成候选主效基因进行精细定位、图位克隆和功能解析。表1参52
- 作物遗传育种 /
- 小麦 /
- 粒重 /
- 产量 /
- 分子调控 /
- 综述
Abstract: Grain weight （GW）, a quantitative trait determined by several genes, is one of three key wheat yield components and is sensitive to environmental variation. Researchers at home and abroad have done many studies on the genetic traits and molecular regulation mechanism of GW formation, and have made some research progress. How to make innovations to improve unit yield of wheat based on the existing research is an important work for the researchers. In this study, the latest research progresses on components, genetic traits, genetic mapping of QTLs （quantitative trait loci, QTLs）, candidate gene cloning and molecular regulation of GW in wheat were reviewed, and then the problems of existing research and the future research direction involved in our recent research were also sorted out and discussed. In order to get a comprehensive knowledge about the molecular mechanism on the production of GW, researchers should pay more attention to three key items. Firstly, the variation of hormone in the development of GW should be concerned and measured. Secondly, GWAS （genome-wide association study, GWAS） together with high throughput sequencing should be adopted to exploit SNP （single nucleotide polymorphism, SNP） markets conferring to some special agricultural trait. Finally, the candidate gene should be mapped based on SNP marker-assisted selection in the mapping population, and then the candidate genes should be cloned and their function in the regulatory network involved in the formation of GW should be covered. This work will provide a good reference for further research. ［Ch, 1 tab. 52 ref.］
- crop genetics and breeding /
- wheat /
- grain weight /
- yield /
- molecular regulation /
- review

[1]	郑倩. 基于文献计量学和机器学习的小麦生物育种文献分析 . 浙江农林大学学报, doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.20240485
[2]	姚权, 唐旭, 肖谋良, 姜振辉, 吴春艳, 李艳, 尹昌, 李永夫. 缓释氮肥配施有机肥对稻麦轮作体系作物生长和土壤养分的影响 . 浙江农林大学学报, doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.20240149
[3]	宋鹏, 李慧, 江厚龙, 赵鹏宇, 李理想, 赵彪, 张均. 生物质炭基肥对重庆植烟区烤烟根系发育及产量和品质的影响 . 浙江农林大学学报, 2023, 40(6): 1232-1240. doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.20230161
[4]	周水灯, 孙健, 江建铭, 邵将炜, 邓惠敏, 邵清松, 王志安. 不同生育期施肥对浙贝母产量和品质的影响 . 浙江农林大学学报, 2023, 40(4): 756-764. doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.20220613
[5]	颜统利, 何雨, 玛丽亚, 文爱秀, 钱峰, 周琬敏, 蒋玉蓉, 戎均康. 外源钙对盐胁迫下不同衰老类型小麦幼苗生长生理的缓解效应 . 浙江农林大学学报, 2023, 40(5): 991-998. doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.20220677
[6]	王宁, 付亚军, 邵靖, 薛云云. 土壤养分异质性对入侵植物节节麦与小麦竞争关系的影响 . 浙江农林大学学报, 2023, 40(2): 285-292. doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.20220370
[7]	毛玮, 曹跃芬. 棉纤维发育的遗传特性及相关基因的研究进展 . 浙江农林大学学报, 2018, 35(6): 1155-1165. doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.2018.06.021
[8]	张洁, 尹德洁, 关海燕, 屈琦琦, 董丽. 景天属植物研究综述 . 浙江农林大学学报, 2018, 35(6): 1166-1176. doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.2018.06.022
[9]	张丽清, 陈霞, 胡海超, 张俊艇, 官慧谦, 刘庆坡. miR3979在水稻砷耐受性中的作用 . 浙江农林大学学报, 2016, 33(4): 571-580. doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.2016.04.004
[10]	魏玮, 李俊敏, 孙丽英, 戎均康, 周伟. 小麦黄花叶病抗性鉴定及抗性亲本简单重复序列 . 浙江农林大学学报, 2016, 33(1): 71-79. doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.2016.01.010
[11]	孙颖, 王旭东, 王莺, 泮吴洁, 陆荣杰, 阮忠强, 屠雯雯. 硅磷配施对水稻土中速效养分和水稻产量的影响 . 浙江农林大学学报, 2015, 32(4): 551-556. doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.2015.04.009
[12]	陈凤, 苏淑钗, 张兵, 陈志刚, 王文浩. 叶面喷肥对杂交榛产量和品质的影响 . 浙江农林大学学报, 2014, 31(6): 932-939. doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.2014.06.016
[13]	吴根良, 郑积荣, 李许可. 不同LED光源对设施越冬辣椒果实品质和产量的影响 . 浙江农林大学学报, 2014, 31(2): 246-253. doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.2014.02.013
[14]	龚直文, 亢新刚, 顾丽, 赵俊卉, 郑焰锋, 杨华. 天然林林分结构研究方法综述 . 浙江农林大学学报, 2009, 26(3): 434-443.
[15]	孟赐福, 姜培坤, 曹志洪, 徐秋芳, 周国模. 杨梅的硼素营养及施硼技术 . 浙江农林大学学报, 2006, 23(6): 684-688.
[16]	石亚珍. 板栗整形修剪对栗实早期产量的影响 . 浙江农林大学学报, 1999, 16(2): 214-215.
[17]	王赵民, 张建忠, 倪荣新, 陈奕良, 吴隆高, 王伟安, 陈锡连. 杉木种子园产量和品质的影响因子分析 . 浙江农林大学学报, 1998, 15(1): 13-21.
[18]	管康林, 管宇. 杉木种子园产量构成分析 . 浙江农林大学学报, 1997, 14(3): 213-219.
[19]	王寿东, 秦玉亮, 姚新爱. 山楂栽植密度与早期产量的关系 . 浙江农林大学学报, 1996, 13(1): 109-111.
[20]	何福基, 吴明安, 倪荣新, 谢正成, 张建忠. 杉木种子园郁闭度对种子产量的影晌 . 浙江农林大学学报, 1995, 12(3): 311-315.

链接本文:
https://zlxb.zafu.edu.cn/article/doi/10.11833/j.issn.2095-0756.2016.02.022

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小麦粒重形成的分子调控机制研究综述

doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.2016.02.022

1. 浙江农林大学农业与食品科学学院/浙江省农产品品质改良技术研究重点实验室，浙江临安 311300;

2. 浙江省开化县农作物技术推广站，浙江开化 324300;

3. 浙江勿忘农种业科学研究院有限公司，浙江杭州 310020

基金项目:

作者简介:
魏玮，从事植物分子遗传研究。

通信作者: 周伟，副教授，博士，从事植物分子遗传与种质资源创新研究。

收稿日期: 2015-06-11
修回日期: 2015-08-30
刊出日期: 2016-04-20

中图分类号: S512.1

关键词:

摘要: 粒重是小麦Triticum aestivum产量构成的三大要素之一，是由多基因控制的数量性状，极易受环境因素的影响。国内外学者围绕粒重形成的遗传特征和分子调控机制进行了大量研究，也取得了一些研究进展。如何高效地利用前人的研究成果进行不断创新以提高小麦单产是育种工作者重要的研究课题。围绕小麦粒重形成的构成要素、遗传特征、QTLs（quantitative trait loci，QTLs）遗传定位、籽粒质量形成候选基因的克隆与分子调控机制解析等方面的最新研究展开综述；同时总结了以往研究过程中存在的问题，并结合自身研究对研究前景进行分析后指出：为了从分子水平上全面阐明小麦粒重形成的调控机制，后续研究首先应在小麦粒重形成的关键时期对籽粒激素的变化特征进行全面分析；其次要利用全基因组关联分析和高通量测序技术进一步开发与性状密切相关联的SNP标记（single nucleotide polymorphism，SNP）；最后结合作图群体进行表型与SNP分析技术为基础的基因型关联性分析，对粒重形成候选主效基因进行精细定位、图位克隆和功能解析。表1参52

English Abstract

Research progress on molecular regulation mechanism of grain weight formation in wheat

1. The Key Laboratory for Quality Improvement of Agricultural Products of Zhejiang Province, School of Agriculture and Food Science, Zhejiang A & F University, Lin’an 311300, Zhejiang, China;

2. The Crop Technical Extension Station of Kaihua County, Kaihua 324300, Zhejiang, China;

3. Zhejiang Wuwangnong Seeds Science Research Institute Co., Ltd., Hangzhou 310020, Zhejiang, China

Funds:

Received Date: 2015-06-11
Rev Recd Date: 2015-08-30
Publish Date: 2016-04-20

Keywords:

Abstract: Grain weight （GW）, a quantitative trait determined by several genes, is one of three key wheat yield components and is sensitive to environmental variation. Researchers at home and abroad have done many studies on the genetic traits and molecular regulation mechanism of GW formation, and have made some research progress. How to make innovations to improve unit yield of wheat based on the existing research is an important work for the researchers. In this study, the latest research progresses on components, genetic traits, genetic mapping of QTLs （quantitative trait loci, QTLs）, candidate gene cloning and molecular regulation of GW in wheat were reviewed, and then the problems of existing research and the future research direction involved in our recent research were also sorted out and discussed. In order to get a comprehensive knowledge about the molecular mechanism on the production of GW, researchers should pay more attention to three key items. Firstly, the variation of hormone in the development of GW should be concerned and measured. Secondly, GWAS （genome-wide association study, GWAS） together with high throughput sequencing should be adopted to exploit SNP （single nucleotide polymorphism, SNP） markets conferring to some special agricultural trait. Finally, the candidate gene should be mapped based on SNP marker-assisted selection in the mapping population, and then the candidate genes should be cloned and their function in the regulatory network involved in the formation of GW should be covered. This work will provide a good reference for further research. ［Ch, 1 tab. 52 ref.］

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