株高是影响小麦产量、抗倒伏能力及适应性的关键农艺性状。20世纪60年代，以Rht-B1b和Rht-D1b为代表的半矮秆基因被广泛应用于小麦育种，成为“绿色革命”的重要基石。然而，这类经典矮秆基因虽然具有降低株高并增强抗倒伏的能力，却在胚芽鞘缩短、苗期活力下降及部分产量性状降低等方面存在一定局限性。因此，发掘新的矮秆基因、解析其作用机制，成为当前小麦分子育种的重要研究方向。

研究人员首先在小麦品种科成麦1号（K1）的EMS诱变群体中鉴定到一个新的矮秆突变体——wph3（wheat plant height 3）。表型分析发现，该突变体不仅植株高度明显降低，同时还表现出穗长、千粒重以及单穗粒数等多个农艺性状的变化，说明该突变基因具有明显的多效性（图1）。

图1 突变体wph3与K1的表型比较

进一步研究表明，外源施加赤霉素能够恢复其部分生长，内源赤霉素含量测定结果表明wph3中活性赤霉素含量显著低于K1，说明该突变体为赤霉素敏感型，其矮化源于赤霉素生物合成不足（图2）。

图2 wph3矮秆表型与内外源赤霉素关系分析

为明确突变体中调控株高表型的关键基因，研究团队构建该突变体的遗传分离群体后综合采用基于外显子捕获测序（Exome Capture Sequencing）的集群分离分析法（Bulked Segregant Analysis，BSA），利用变异数据开发分子标记对基因进行初定位和精细定位。最终，将控制该矮秆性状的基因定位于小麦2B染色体约3.9 Mb（799.5-803.4 Mb）的物理区间，该区间内尚无已报道的株高调控基因，是一个新的株高调控位点，并正式命名为Rht29（Reduced height 29）（图3）。

图3 Rht29的遗传分析及基因定位

研究进一步通过RNA测序（RNA-seq）对wph3和K1进行比较转录组分析，结合已有的外显子测序数据将Rht29候选基因锁定为TraesCS2B03G1527800。随后通过对转录组数据进一步挖掘，推测该基因可能通过影响活性赤霉素关键合成基因GA3ox（Gibberellin 3-oxidase）的表达影响赤霉素合成，进而调控株高（图4）。

图4 wph3与K1的比较转录组分析结果

本研究成功鉴定并定位了新型GA敏感型矮秆基因Rht29，揭示其可能通过调控GA3ox表达参与活性赤霉素生物合成以调节植株发育。未来将继续对Rht29的关键功能基因进行克隆、功能验证及分子机制解析，以期为小麦株型的精准设计提供新的靶标，为培育兼具高产、抗倒伏和优良综合农艺性状的小麦新品种提供新的理论指导，助力粮食安全。

上述研究结果以“Molecular mapping of a novel non-canonical gibberellin-sensitive dwarfing gene Rht29 in wheat (Triticum aestivum)”为题发表在国际著名遗传育种期刊Theoretical and Applied Genetics上。中国科学院成都生物研究所硕士研究生邓福巧和四川农业大学联培博士生张镌钰为论文第一作者，龙海研究员为论文的通讯作者。本研究得到了国家自然科学基金（32272125, 32301790）、国家重点研发计划（2024YFD1201200）、四川省重点研发计划（2022ZDZX0014)和四川省麦类作物创新团队项目（SCCXTD-2024-11）资助。

原文链接：https://link.springer.com/article/10.1007/s00122-026-05299-2