摘要：小麦的抽穗开花时间决定其产量与适应性，这一过程始于茎尖从“营养生长”到“生殖生长”的转变——即生殖转换。生殖转换时机的确定直接影响穗发育持续时间和后续抽穗开花，进而影响产量潜力及与轮作制度的兼容性。解析其遗传基础，对于设计适应不同气候条件的高产小麦品种至关重要

小麦的抽穗开花时间决定其产量与适应性，这一过程始于茎尖从“营养生长”到“生殖生长”的转变——即生殖转换。生殖转换时机的确定直接影响穗发育持续时间和后续抽穗开花，进而影响产量潜力及与轮作制度的兼容性。解析其遗传基础，对于设计适应不同气候条件的高产小麦品种至关重要。然而，由于生殖转换表型鉴定存在技术难题，目前对小麦及其它作物控制生殖转换的遗传基础及穗发育持续时间仍知之甚少。

2025年10月9日，Journal of Genetics and Genomics在线发表华中农业大学鄢文豪教授团队题为“Dissecting the genetic basis of reproductive transition and reproductive growth in wheat by considering accumulated temperature”的研究论文。该研究在田间环境下以小麦种质资源群体为材料，系统揭示了小麦生殖转换的遗传架构，并引入积温作为表型指标，显著增强了对生殖转换及其后续穗发育过程的遗传解析能力。

研究团队对522个小麦品种进行连续两年的精细田间观察，显微镜下记录每个材料的生殖转换时间点。研究发现，较早发生生殖转换的植株通常具有更长的穗长和更多穗粒数，而生殖转换较晚则有利于形成更多小穗和更密的穗型。因此，生殖转换时机是决定穗部结构、进而影响产量的关键因素。为挖掘其背后的遗传机制，研究团队进行了全基因组关联分析，发现已知的开花基因Vrn-A1和Ppd-B1在小麦中可能协同调控生殖转换、穗发育持续时间和抽穗期。积温能够更准确地反映温度波动对发育进程的影响。采用积温替代传统的日历天数作为发育过程的衡量指标后发现，基于积温检测到的控制生殖转换的遗传位点数量大幅增加，统计效力显著提升，尤其凸显了Vrn-A1位点的重要贡献。此外，研究还定位到一个新位点2B-763，该位点能够同时影响生殖转换、抽穗期和开花时间，表现出“一因多效”的特点。该位点附近的候选基因可能与植物激素响应及抗逆性相关，为未来基因功能解析提供了新的研究方向。

小麦生殖转换与关键性状的遗传调控网络

A和B：基于日历天数(A)和积温(B)对生殖转换进行全基因组关联分析；C和D：Vrn-A1(C)与Ppd-B1(D)在不同单倍型中的相对表达量分析；E：基于积温与日历天数检测到的QTL数量对比；F：控制不同性状的QTL共定位分析。

综上所述，该研究不仅系统描绘了小麦生殖转换的遗传蓝图，鉴定出一批关键基因，还确立了积温是解析发育时序遗传基础的更优参数。这些发现为通过分子设计育种精准调控小麦发育进程、培育高产稳产品种提供了重要的理论依据和基因资源。

作者简介

华中农业大学已毕业博士生晋留杰(现工作于新疆维吾尔自治区农业科学院作物研究所)为该论文第一作者，鄢文豪教授为通讯作者。相关工作得到生物育种国家科技重大专项、湖北省重点研发计划及洪山实验室基金等项目资助。

引用本文

Liujie Jin, Kening Duo, Chao Fu, Yunzhen Li, Chao He, Xin Gong, Wenhao Yan. (2025). Dissecting the genetic basis of reproductive transition and reproductive growth in wheat by considering accumulated temperature. Journal of Genetics and Genomics.

DOI：10.1016/j.jgg.2024.09.012

来源：农村的父子号