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  隨著人口增長(zhǎng)、氣候變化帶來(lái)的糧食危機(jī)，小麥作為主要的糧食作物，其產(chǎn)量、質(zhì)量的提高是應(yīng)對(duì)危機(jī)的重中之重。通過(guò)有效調(diào)控多種光合作用相關(guān)性狀（光合效率、光合色素等）以及產(chǎn)量相關(guān)性狀，可以提升作物生產(chǎn)力。HAL3在耐鹽性、細(xì)胞周期調(diào)控和細(xì)胞壁完整性中具有重要作用。然而，該基因?qū)π←湽夂献饔眉爱a(chǎn)量相關(guān)性狀的影響尚不明確。

  魯東大學(xué)煙臺(tái)作物高產(chǎn)抗逆分子育種與高效栽培重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室的團(tuán)隊(duì)針對(duì)此開展研究，并于近日在中科院1區(qū)期刊the Plant Journal（影響因子：6.2）發(fā)表最新成果，揭示了TaHAL3-7A基因?qū)π←湽夂献饔煤彤a(chǎn)量性狀的影響。

  研究鑒定出TaHAL3基因在小麥所有組織中均有表達(dá)，其中莖稈和籽粒中的表達(dá)水平較高。在小麥和水稻中過(guò)表達(dá)TaHAL3-7A能顯著提高色素含量，增加單穗粒數(shù)和單株產(chǎn)量，增強(qiáng)小麥和水稻幼苗的耐鹽性（鹽脅迫下存活率顯著提高）；而TaHAL3-7A突變體則表現(xiàn)出色素含量降低和產(chǎn)量相關(guān)性狀減弱的表型。

  同時(shí)，通過(guò)分析發(fā)現(xiàn)TaHAL3-7A的作用機(jī)制，即通過(guò)上調(diào)捕光葉綠素a/b結(jié)合蛋白(LHC)基因來(lái)增強(qiáng)光合效率。研究還證實(shí)了TaHAL3-7A與TaUFD1-3A的物理互作關(guān)系，二者協(xié)同調(diào)控光合色素積累，這些發(fā)現(xiàn)揭示了TaHAL3-7A在調(diào)控小麥光合色素中的關(guān)鍵作用，及其通過(guò)分子育種提高小麥產(chǎn)量的潛在應(yīng)用價(jià)值。

  研究中，團(tuán)隊(duì)使用易科泰提供的FluorCam葉綠素?zé)晒獬上裣到y(tǒng)，在灌漿期（Z60）測(cè)定對(duì)照組Fielder和轉(zhuǎn)基因小麥Fielder-OE旗葉的 Fv/Fm_lss（光適應(yīng)穩(wěn)態(tài)下的PSII最大光化學(xué)效率）。

  結(jié)果表明，相比對(duì)照Fielder，F(xiàn)ielder-OE轉(zhuǎn)基因小麥的Fv/Fm值顯著提高，與利用光合儀測(cè)定的凈光合速率表現(xiàn)一致。結(jié)合色素含量分析等，表明TaHAL3-7A通過(guò)調(diào)控光合效率促進(jìn)了小麥光合色素的積累。

Z60時(shí)期旗葉和Fv/Fm_Lss成像圖及數(shù)值

 研究中使用的FluorCam葉綠素?zé)晒獬上裣到y(tǒng)，為2021年易科泰為魯東大學(xué)作物高產(chǎn)抗逆分子育種與高效栽培重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室提供的，該設(shè)備成為團(tuán)隊(duì)作物抗逆育種研究中有利的光合表型鑒定工具。

圖為2021年售后服務(wù)時(shí)，易科泰工程師與用戶一起對(duì)擬南芥WT和突變體進(jìn)行葉綠素?zé)晒獬上駲z測(cè)的成像結(jié)果