应用植物基因组学研究团队针对小麦抗病和产量问题，围绕小麦抗赤霉病、白粉病和高产新基因的发掘和种质创新应用等研究方向，主要开展控制赤霉病和白粉病抗性、产量相关性状关键基因的定位、克隆和种质创新应用工作。2024年度克隆基因3个，包括抗赤霉病基因Fhb1效应抑制因子In2、Fhb1抗病通路中关键基因CaRP，生长发育时期相关抗白粉病基因HSM1；授权国家发明专利2项，植物新品种保护权1项，审定品种1个。

       团队负责人： 马正强 教授

一、 研究进展

1. 优异种质形成遗传基础

聚焦产量、株型、抗旱、抗寒等关键农艺性状，从世界小麦主产区收集重要种质资源2000余份。鉴定获得5个株型QTL：QTa.nau-1B、QTa.nau-4B、QTa.nau-5A、QTa.nau-6D和QFla.nau-6D，发现QTa.nau-1B、QTa.nau-4B、QTa.nau-5A分别与粒重QTL QGw.nau-1B、QGw.nau-4B、QGw.nau-5A定位于相同区间，利用这3 个染色体区段可以实现分蘖角和粒重的协同改良。将南大2419 粒重相关 QTL QGw.nau-1B、QGw.nau-4B 和 Qkt.nau-5A 分别精细定位至 0.7、0.6、0.04 cM 的遗传距离内，克隆了穗长基因HL2并完成了功能验证，克隆了普通小麦杂种坏死基因Ne1，正在进行其调控杂种坏死的分子机制解析。

在小麦抗赤霉病研究方面，利用关联分析定位了7个抗赤霉菌侵染QTL和22个抗赤霉病扩展QTL；精细定位了抗赤霉病侵染QTL Qfhi.nau-5B、既抗侵染又抗扩展QTL Qfhb.nau-2B、Fhb1抗性效应抑制因子In1，分别将其定位在3.1 cM、0.9 cM和0.4 cM的区间；利用转基因和基因编辑材料证明PFT在小麦赤霉病抗性中不发挥作用；通过图位克隆的方法分离了Fhb1效应抑制因子In2；克隆了Fhb1抗病通路中的关键基因CaRP，并证明了Fhb1通过CaRP介导的钙离子信号通路调控赤霉病抗性。在小麦抗白粉病研究方面，精细定位了生长发育时期相关抗白粉病基因HSM1、来自栽培二粒小麦 Khapli中的隐性抗白粉病基因pmmft58和源自地方品种的隐性抗白粉病基因pmX，明确了HSM1的功能基因并初步探讨了其抗性机制，获得了pmmft58的候选基因并完成了功能验证。

2. 优异种质设计技术

开发并验证了一款用于全基因组选择育种的基因芯片。基于前期QTL定位和克隆研究，整合384份普通小麦重测序数据，计并制作了包括4526个探针的小麦抗赤霉病育种5K芯片。通过对包含384份小麦种质的验证群体进行基因型分析和表型分析，证明该芯片可以有效、准确地预测赤霉病抗性等重要育种性状。

二、科研产出

1. 发表论文

[1]. Li,T., Nagarajan, R., Liu, S.J., Luzuriaga, JC., Zhai, W.X., Cao, S.H., Jia, H.Y., Carver, BF., Yan, L.L. (2024) The E3 ligase TaE3V-B1 ubiquitinates proteins encoded by the vernalization gene TaVRN1 and regulates developmental processes in wheat. Plant Physiol, doi: 10.1093/plphys/kiae606.

2. 获批专利

[1]. 一种用于检测小麦抗赤霉病基因Fhb1辅助因子in1的分子标记及应用。授权专利号：ZL202310016742.2，完成人：马正强、李国强、贾海燕、罗贤民、袁阳，公告日：2024.01.26；

[2]. 一种用于检测小麦抗赤霉病基因Fhb1辅助因子in2的分子标记及应用。授权专利号：ZL202310018702.1，完成人：马正强、李国强、贾海燕、陈锐桐、袁阳，公告日：2024.01.26。

3. 审定品种

[1]. ‘南农999’， 苏审麦20230014，2014年1月12日通过江苏省农作物品种审定委员会审定，已公示，主要培育人：马正强、贾海燕、孔忠新、李国强。

4. 获批品种权

[1]. 南农999，品种权号：CNA076834E，完成人：马正强、贾海燕、孔忠新、李国强、杨子博、张勇、杜莹莹、张一铎、马海财、谢全，授权公告日期：2024年7月1日。