随着全球人口持续增长、气候变化与资源约束加剧，粮食安全正面临前所未有的压力。作为全球最重要的主粮之一，小麦为近40%的人口提供主要热量来源，其稳产增产直接关系到全球粮食体系的稳定。
绿色革命基因在侏儒症之外的作用
然而，小麦产量的提升不仅依赖肥水管理等农艺措施，更深层次地取决于植株结构——它决定了光能截获效率、群体空间配置以及密植条件下的资源竞争能力。株高、分蘖数和分蘖角度等关键性状，共同塑造了小麦的冠层结构和资源利用效率。
上世纪绿色革命期间，半矮化基因的应用通过降低株高、增强抗倒伏性和提高产量稳定性，彻底改变了小麦育种格局。但长期以来，这类基因对植株结构的综合影响，尤其是对冠层构型和群体表现的调控机制，仍缺乏系统认知。
为填补这一知识空白，山东农业大学张寒博士团队围绕经典绿色革命基因展开深入研究，试图回答一个关键问题：这些基础育种基因是否还承担着超越“降株高”之外的结构调控功能？相关成果已于2025年12月9日在线发表于《作物杂志》（The Crop Journal）。
01
核心研究发现
研究发现，绿色革命等位基因 Rht-D1b 不仅控制株高，还是调控小麦分蘖角度的核心因子。除降低株高外，Rht-D1b 还能显著增加分蘖数并扩大分蘖角度，而这两项性状直接影响冠层空间布局和光能利用效率。
机制层面上，研究表明 Rht-D1b 通过调控侧向生长素运输，负向调节地上部的向地性反应，从而改变分蘖生长方向。这一推论得到了生长素信号传导与运输相关基因表达变化的支持，揭示了其在形态建成中的内在生理基础。
02
应用与意义
在实践层面，该研究具有直接的应用价值。在自身启动子调控下实现适度表达，可显著提高单株籽粒产量，凸显了精准调控基因剂量在现代育种中的重要性。对育种者而言，通过合理组合不同 Rht 等位基因，不仅可以降低株高、增强抗倒伏能力，还能同步优化分蘖角度和分蘖数量，从而构建更高效的冠层结构。
这意味着什么？在田间尺度上，是单位面积产量与利润的提升；在宏观层面，则是更稳定、更高效的小麦供给体系。对于消费者与全球粮食安全而言，这种结构优化型增产路径，意味着在资源约束背景下实现更可持续的主粮供给。
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未来展望
总体来看，这项研究重新定义了 Rht-D1b 的功能定位——它不仅是一个“降株高”基因，更是调控小麦株型结构的核心因子。通过揭示绿色革命等位基因的多效性作用，研究将基础植物生物学与作物改良实践紧密衔接，为下一代小麦育种策略提供了重要理论支撑。
在气候变化与人口增长并行的时代背景下，围绕株型结构进行的精准遗传调控，或将成为小麦持续增产与稳产的新突破口。
04
智种评论
这项研究的真正价值，不在于为 Rht-D1b 增添了一个功能标签，而在于重塑了行业对“经典基因”的认知框架——基础主效基因并非单一性状工具，而是结构重构的杠杆。
对科研工作者而言，启示在于从“单性状解析”走向“系统构型设计”。株高、分蘖角度与群体光合效率本质上是一个结构网络，未来育种应强化多效性评估与剂量梯度验证，避免简单“强表达=好”的线性思维。
对大多数种业公司而言，这可能是产品差异化的新突破口。在同质化严重的市场内卷环境下，围绕株型结构进行精准调控，可打造适配密植、机械化与高投入体系的专用品种，形成可量化的田间优势。
更重要的是，这一成果提示我们：下一轮增产红利，不一定来自“更多基因”，而可能来自“更精准的基因使用方式”。当育种进入精细化时代，剂量、组合与结构协同，将成为真正的竞争壁垒。
