小麦是世界范围内的主要粮食作物之一，自20世纪60年代“绿色革命”引入矮秆基因以来，小麦产量大幅度提高。但由于人口数量的快速增长，仍需进一步提高小麦产量，满足全球消费需求。单株穗数和株高是小麦重要的产量相关性状，鉴定利用控制单株穗数和株高的基因对提高小麦产量具有重要意义。

近日，山东农业大学刘树兵团队在Plant Physiology在线发表了题为“TaCRTISO dosage modulates plant height and spike number per plant in wheat”的研究论文。该研究克隆了一个调控小麦株高和单株穗数的基因TaCRTISO-1B，并解析了其调控机制，在育种中具有重要应用价值。

研究发现，TaCRTISO编码类胡萝卜素异构酶。利用CRISPR/CAS9基因编辑系统敲除TaCRTISO后，突变体株高降低，但在低光强下单株穗数增多，在高光强下双突和三突突变体单株穗数减少，变异程度与敲除位点数目有关，存在剂量效应。通过测定不同光强下突变体和野生型的光合指标与活性氧含量，以及RNA-seq分析发现TaCRTISO可能通过影响光合作用、活性氧含量和独脚金内酯信号途径基因表达调控小麦植株的生长和发育。通过对该基因在大量小麦种质资源中的变异类型和表型鉴定，发现两种TaCRTISO-1B优异单倍型，具有降低株高，增加单株穗数的作用，并开发了特异性诊断标记，可用于小麦育种，进行小麦株高和单株穗数的精准改良。

图1.TaCRTISO调控小麦株高和单株穗数。A、野生型和突变体在高光强下的表型；B、野生型和突变体在低光强下的表型。

山东农业大学农学院博士生燕强、路悦及庞昀龙副教授为本文共同第一作者，刘树兵和武玉叶为共同通信作者，本研究得到山东省农业良种工程的资助。

论文链接：

https://doi.org/10.1093/plphys/kiad632