IPK研究人员对大麦籽粒数决定机理的见解

用更高的谷物容量改变花序对作物粮食生产至关重要。一个反复出现的目标是选择具有更多分支或花结构的花序。突出的例子包括影响花同一性或分生组织决定性的基因，其中天然或诱导的变异深刻地改变了花原基数。然而，对于温带谷类作物，如小麦和大麦，由于分生组织的不确定性质，过多的花朵结构会导致退化惩罚。另一方面，这种生殖潜力的表现可能会因光、温度和营养等环境波动而加剧。因此，增加存活的小花/小穗的比例可以提高谷物的产量。

现在，IPK研究者揭示了一种以前未被识别的机制，通过该机制，大麦花序脉管系统中的信号控制质体分化和营养信号传导，从而维持异养花分组织生长和繁殖成功。他们的结果证明，脉管系统的生物钟是及时从花卉原基起始状态切换到生长状态所必需的。

通过进行大规模的花卉分生组织解剖和表型分析，研究人员表明，大约40%的初生花卉结实谷物，而其余的则流产，这代表了未开发的产量潜力。“我们进一步表明，启动的花原基的数量在很大程度上取决于开花时间基因，但远端花原基的命运由至少三个独立的定量性状位点控制”，该研究的第一作者黄永宇博士说。

“我们首次鉴定出小穗原基生长和成功授粉所需的血管表达CCT基序家族基因(HvCMF4)，”黄永宇博士说。此外，研究小组表明，HvCMF4在小穗原基启动后通过与花序脉管系统的生物钟布线来控制邻近组织的绿化，特异性发挥作用;因此，自养能量产生。“这种粒数决定机制以前没有被描述过，似乎是麦类物种独有的，其特征是在小穗起始和分化期间早期花序绿化。

“我们的研究唤起了提高谷物产量的新途径，强调了增加谷物数量的可能性，不仅可以获得更多的花原，还可以通过护送它们直到成熟”，IPK研究小组负责人Thorsten Schnurbusch教授说“植物结构”和马丁路德大学哈勒作物发育遗传学教授。“由于大麦是世界上最重要的谷类作物之一(仅次于水稻、玉米和小麦，排名第四)，因此更好地利用其谷物产量潜力有助于世界粮食安全，从而直接帮助应对气候变化、自然灾害或战争灾害带来的饥饿威胁。