TASPL17SはTASPL14Sと冗長に作用してスパイクの発達を制御し、そのエリートハプロタイプは小麦穀物の収量を改善する可能性があります

小麦は世界の人口の主食作物であり、穀物の収量を改善するための絶え間ない圧力があります。これは、植物の建築によって大きく決定されます。スクアモサプロモーター結合タンパク質様（SPL）遺伝子は、植物の建築、穀物の発達、穀物収量への影響など、米で広く研究されています。しかし、小麦におけるSPL相同遺伝子の機能は十分に調査されていません。この研究では、小麦の最も近いOSSPL14であるTASPL14SおよびTASPL17Sは、遺伝子編集アッセイを使用して機能的に調査され、これらの遺伝子が植物の高さ、ティラー数、スパイク長、および千粒体重（TGW）に冗長に影響することを明らかにしました。Bract Out Growthは、六角形のミュータントでは、六角形の変異体では頻繁に観察されましたが、野生型では決して観察されませんでした。トランスクリプトーム分析により、多くのスパイク開発関連遺伝子の発現が、野生型と比較してTASPL14TASPL17 HEXA-MUTANTSで変化したことが明らかになりました。さらに、小麦生殖質においてTASPL14とTASPL17の配列多型を分析し、TASPL17-AおよびTASPL17-Dの優れたハプロタイプを発見し、小麦の繁殖中に正に選択されていたTGWが有意に高くなりました。したがって、DCAPSおよびKASPマーカーは、それぞれTASPL17-AおよびTASPL17-D用に開発され、小麦の分子マーカーアシスト繁殖に関する新しい洞察を提供しました。全体として、我々の結果は、植物の建築の調節におけるTASPLSの役割と、分子繁殖による小麦穀物の収量改善のための潜在的な応用を強調しています。

Wheat is a staple crop for the world's population, and there is constant pressure to improve grain yield, which is largely determined by plant architecture. SQUAMOSA promotor-binding protein-like (SPL) genes have been widely studied in rice, including their effects on plant architecture, grain development, and grain yield. However, the function of SPL homologous genes in wheat has not been well investigated. In this study, TaSPL14s and TaSPL17s, wheat's closest orthologous of OsSPL14, were functionally investigated using gene-editing assays, revealing that these genes redundantly influence plant height, tiller number, spike length, and thousand-grain weight (TGW). Bract outgrowth was frequently observed in the hexa-mutant, occasionally in the quintuple mutant but never in the wild type. Transcriptome analysis revealed that the expression of many spike development-associated genes was altered in taspl14taspl17 hexa-mutants compared to that in the wild type. In addition, we analyzed the sequence polymorphisms of TaSPL14s and TaSPL17s among wheat germplasm and found superior haplotypes of TaSPL17-A and TaSPL17-D with significantly higher TGW, which had been positively selected during wheat breeding. Accordingly, dCAPS and KASP markers were developed for TaSPL17-A and TaSPL17-D, respectively, providing a novel insight for molecular marker-assisted breeding in wheat. Overall, our results highlight the role of TaSPLs in regulating plant architecture and their potential application for wheat grain yield improvement through molecular breeding.