Advanced Science | 肖军/田志喜/储成才团队揭示近缘种基因渗入调控小麦穗发芽抗性与降水适应性的分子机制

穗发芽是威胁全球粮食安全的重大自然灾害，气候变化加剧了这一问题。传统育种依赖单一优势单倍型，常因地域气候差异受限。本研究旨在揭示近缘种基因渗入调控小麦穗发芽抗性与降水适应性的分子机制，为精准区域性适配提供遗传学工具。研究成功克隆并系统解析了小麦穗发芽抗性基因TaMYB7-A1，发现其强效单倍型起源于野生近缘种，通过基因渗入进入栽培小麦。该基因通过启动子区MITE转座子插入与编码区氨基酸替换双重变异，增强基因表达与蛋白活性，调控种子休眠强度。TaMYB7-A1的单倍型分布与全球主要麦区收获季降水量梯度高度吻合，并与TaAIRP2-A1和TaMYB10-D1等抗性基因的特定单倍型协同，形成特征性的“多基因单倍型频率组合”，驱动了作物广适性抗性。结论上，本研究破解了“一个基因，多套方案”的实现路径，为抗性育种从依赖“通用解”转向基于“多基因单倍型组合-环境”对应关系的“精准设计”新路径提供了关键证据和理论框架，对应对气候变化和保障粮食安全具有重要意义。