高产是小麦育种永恒的主题，狭窄的遗传基础限制了小麦产量的进一步提升。冰草具有多花多粒，广谱抗病性以及极强抗逆性等特点，被认为是小麦遗传改良的最佳供体之一。

近期，中国农业科学院作物科学研究所/崖州湾国家实验室李立会团队完成的题为“The chromosome 4PL of Agropyron cristatum possesses novel loci for improvement of grain number in wheat”的研究在Journal of Integrative Agriculture（《农业科学学报（英文）》，JIA）优先在线发表。

该研究利用细胞学与分子标记结合的方法成功创制了小麦-冰草4P附加系（图1），4PS端体附加系与4PL端体附加系（图2）。多年群体遗传分析结果表明冰草4PL染色体能够在普通小麦Fukuhokomugi（Fukuho）背景下增加穗粒数、有效分蘖但对千粒重无影响（图3）。为了进一步利用冰草4PL染色体上的优异基因，利用辐照的方法成功创制了4PL小片段易位系WAT41（T4PL-3DS·3DL）。该易位系能够增加穗粒数5.79%、每穗小穗数2.42%、每小穗粒数3.52% 和穗长4.93%，且不影响千粒重（图4）。结合重测序与四倍体冰草Z559基因组的功能注释，明确了该易位系携带冰草4PL染色体505-585Mb区段，该片段内包含16个穗发育相关的冰草基因。结合幼穗转录组测序结果表明，冰草4PL染色体渗入小麦基因组会重塑小麦穗发育相关基因表达网络，从而影响小麦穗发育过程（图5）。

图1 小麦-冰草4P附加系细胞学鉴定及群体遗传效应分析

图2 小麦-冰草4PS与4PL端体附加系细胞学鉴定

图3 小麦-冰草4PL附加系群体遗传效应分析

图4 易位系WAT41细胞学鉴定及群体遗传效应分析

图5 冰草4PL染色体渗入对小麦穗发育相关基因影响

中国农业科学院作物科学研究所/崖州湾国家实验室李立会研究员，崖州湾国家实验室凌宏清研究员和中国农业科学院作物科学研究所周升辉副研究员为共同通讯作者，梁学忠博士，周升辉副研究员和韩冰博士为共同第一作者。该研究得到国家重点研发项目（2021YFD1200600）和中国农科院科技创新工程项目（CAAS-BRC-CS-2025-01）的资助。

Cite the article:

Xuezhong Liang, Shenghui Zhou, Bing Han, Jinpeng Zhang, Yida Lin, Yuxin Zhang, Haiming Han, Hongqing Ling, Lihui Li. 2026. The chromosome 4PL of Agropyron cristatum possesses novel loci for improvement of grain number in wheat. Journal of Integrative Agriculture, Doi:10.1016/j.jia.2026.03.054

https://doi.org/10.1016/j.jia.2026.03.054

Journal of Integrative Agriculture（《农业科学学报（英文）》, JIA）由中华人民共和国农业农村部主管，中国农业科学院与中国农学会主办，中国农业科学院农业信息研究所承办。综合性英文学术期刊，月刊。创刊于2002年，现任主编为中国科学院院士陈化兰。JIA主要栏目有作物科学、园艺、植物保护、动物科学、动物医学、农业生态环境、食品科学、农业经济与管理等。刊稿类型有综述、研究论文、简报以及评述等。全部论文在Elsevier-ScienceDirect (SD) 平台OA出版。最新SCI影响因子4.4，位于SCI-JCR农业综合学科Q1区。中国科学院分区农林科学1区。2016年以来先后获得中国科协等部委 “提升计划”“登峰计划”“卓越计划”项目支持。