Plant Cell：科学家揭示六倍体小麦杂种优势分子机制

染色体组多倍化在植物增强长势、适应环境等方面具有重要作用，在弥补杂交后代不育及固化“杂种优势”方面具有独特的价值。近日，中国农业科学院作物科学所毛龙研究员与诺禾致源信息部负责人吴俊、以及他们所带领的团队共同合作，关于小麦多倍化杂种优势形成机理进行了研究，揭示了不同倍性物种非对等杂交导致杂种优势的分子机制，相关成果发表在植物研究顶级期刊The Plant Cell上。

本研究通过以四倍体小麦（T. turgidum, AABB）为母本，以山羊草（Ae. tauschii, DD）为父本，在自然杂交后经染色体加倍合成了一个新的异源六倍体小麦（AABBDD）。用最近公布的小麦A和D基因组序列，基于诺禾致源RNA-seq测序分析平台，对杂交亲本、新合成异源六倍体小麦的幼苗、穗和种子进行了mRNA和small RNA测序及信息分析，深入研究多倍化对小麦转录水平的影响。

研究结果表明，新合成异源六倍体小麦绝大部分基因表现为加性表达和亲本显性表达，而只有少部分的基因表现为非加性，基因的非加性表现出非常强的发育时期特异性，与生长势密切相关。miRNA的丰度随着倍性的增加逐渐下降，新合成异源六倍体小麦中非加性表达的miRNA也同样表现出亲本显性表达，miRNA的表达敏感性与生长势和适应性密切相关。

另外，siRNA类别的稳定性可能与新合成异源六倍体小麦基因组稳定性密切相关，差异表达的siRNA很可能通过表观修饰调控新合成异源六倍体小麦部分同源基因的表达。这种不同生育期小分子RNA变化趋势不一致的现象具有一定的生物学意义。

研究显示，染色体组多倍化对小麦转录水平具有正向促进作用，对作物性状形成的作用机制具有深远影响。