*文章正文(補充材料無效)中需注明正確的產(chǎn)品名稱,型號，并采用標準公司名稱:福建九圃生物科技有限公司Fujian Jiupo Biotechnology Co.,Ltd.

      利用田間采集的NIL-Heng和NIL-Shi分蘗芽進行染色質(zhì)可及性和組蛋白修飾分析，證明NIL-Heng中TB-B1區(qū)域的ATAC-seq信號增強，H3K27ac（與基因激活相關(guān)）水平顯著升高，而H3K27me3（與基因沉默相關(guān)）水平則顯著降低（圖1G）。這些發(fā)現(xiàn)表明，r-e-z缺失增加了該染色質(zhì)區(qū)域的可及性，并在TB-B1位點建立了一個活躍的染色質(zhì)狀態(tài)，導(dǎo)致其轉(zhuǎn)錄激活。

圖1 r-e-z大片段缺失改變?nèi)旧|(zhì)狀態(tài)并導(dǎo)致相鄰TB-B1基因轉(zhuǎn)錄的異位激活

圖2 TB-B1基因上游調(diào)控轉(zhuǎn)錄因子的鑒定

        為鑒定在春化條件下特異性激活TB-B1的上游調(diào)控因子，我們使用PlantTFDB數(shù)據(jù)庫（https://planttfdb.gao-lab.org），在TB-B1啟動子中鑒定到一個特異性存在的NAC（NAM, ATAF1/2, CUC1/2）結(jié)合位點，位于起始密碼子上游-1171至-1145處，該位點在TB-A1和TB-D1啟動子中未鑒定到（圖2A）?；谛←淣AC家族成員系統(tǒng)發(fā)育分析，鑒定到8個候選NAC轉(zhuǎn)錄因子（NAC058-D、NAC047-D、NAC074-A、NAC086-D、NAC025-A、NAC042-B、NAC090-B和NAC007-B）。酵母單雜交（Y1H）和EMSA實驗均證實，NAC047-D等轉(zhuǎn)錄因子可以結(jié)合在TB-B1啟動子區(qū)并激活其轉(zhuǎn)錄（圖2B-E）。這些結(jié)果表明，NAC047等轉(zhuǎn)錄因子作為冷敏感型上游調(diào)控元件，在春化條件下特異性激活TB-B1的表達。轉(zhuǎn)錄組分析進一步鑒定出1803個差異表達基因（圖2F-I）。

      鑒于TB-B1激活會減少r-e-z單倍型小麥分蘗數(shù)并降低其產(chǎn)量潛力，我們在NIL-Heng背景中進行了大規(guī)模EMS誘變，以篩選TB-B1功能改變的突變體材料。我們共鑒定到三個獨立的突變體系：（1）m804在433位發(fā)生C到T的單核苷酸突變，導(dǎo)致Leu-145-Phe氨基酸替換；（2）m1347在755位發(fā)生G到T的單核苷酸突變，導(dǎo)致Arg-252-Met氨基酸替換；（3）m2294在811位發(fā)生G到A的單核苷酸突變，導(dǎo)致Ala-271-Thr氨基酸替換。與NIL-Heng相比，這些品系的分蘗數(shù)均顯著增加，且其他農(nóng)藝和產(chǎn)量相關(guān)性狀（如每穗小穗數(shù)、千粒重和單穗粒重）均表現(xiàn)較好（圖3）。這些突變體的單株籽粒產(chǎn)量分別比NIL-Heng提高了18.59%、18.73%和17.69%（圖3）。

      在標準田間小區(qū)條件下對兩個突變系m1347和m2294的田間產(chǎn)量性狀進行評估（圖4A），單位面積有效穗數(shù)較NIL-Heng提高了9.01%和12.02%（圖4B，C）。在群體水平上，這些品系的小區(qū)籽粒產(chǎn)量比NIL-Heng提高2.54-8.61%（圖4D），表明TB-B1變異可顯著提高r-e-z單倍型的產(chǎn)量提升潛力。

      綜上所述，該研究表明r-e-z單倍型缺失通過誘導(dǎo)鄰近TB-B1基因的異位激活來負向調(diào)控分蘗數(shù)，這一激活由大片段缺失引起的局部染色質(zhì)狀態(tài)改變。通過將錯義突變引入TB-B1，破壞了其功能，顯著提高了蘗數(shù)和作物產(chǎn)量。因此，r-e-z單倍型缺失與功能喪失的TB-B1等位基因共引入小麥品種中，可能提升r-e-z的產(chǎn)量潛力，為高產(chǎn)小麥品種的育種提供有前景的策略。

本研究在中國農(nóng)業(yè)大學小麥研究中心孫其信院士和倪中福教授的悉心指導(dǎo)下完成。小麥研究中心劉杰教授為該論文的通訊作者，博士研究生劉香晴、博士后宋龍、中國農(nóng)業(yè)科學院程溪柳副研究員為該論文共同第一作者。小麥研究中心博士后王浩然、博士研究生王譯卿，新疆農(nóng)業(yè)科學院馬艷明研究員，河南科技學院李景輝副教授中國農(nóng)業(yè)科學院路則府研究員、裴洪翠博士，山西農(nóng)業(yè)大學楊斌副研究員、張明義研究員，以及法國巴黎薩克雷大學Moussa Benhamed教授和博士研究生王慶毅共同參與了研究工作。本研究得到了國家自然科學基金（32401861，32372120）、生物育種–國家科技重大專項（2023ZD0402402）、國家重點研發(fā)計劃（2022YFF1003401）和中國農(nóng)業(yè)大學2115人才工程的資助。