近日，自治区农科院作物所农作物种质资源研究团队马艳明研究员联合中国农业大学、中国农业科学院作物科学研究所等单位，在国际期刊《The Crop Journal》（影响因子6.7）在线发表了题为“Map-based cloning and functional analysis of the semi-dwarf and dense-spike geneSdd1in bread wheat”的研究论文。该研究系统解析了小麦矮秆、密穗突变体AS34的表型特征、遗传规律、激素响应机制及分子基础，将控制半矮秆和密穗表型的关键位点定位在小麦3B染色体，并鉴定出Semi-dwarf and dense spike 1(Sdd1)，为小麦株型改良提供了新的遗传资源和理论依据。
研究团队以小麦品种兰考906（LK906）为材料，通过幼胚培养获得一个半矮秆、密穗突变体AS34，细胞学观察表明AS34茎秆细胞纵向伸长受到抑制，而径向扩张增强，说明该突变影响了茎秆细胞的生长方向和株型建成过程。遗传分析显示，AS34与LK906杂交构建的F2群体，其株高、穗长和小穗密度等性状均呈现单基因隐性遗传规律，且这些表型在群体中共分离。相关性分析发现，穗长与小穗密度之间存在极显著负相关关系，表明AS34密穗表型主要因为穗轴伸长受抑，而非小穗数增加。同时，IAA和GA3处理实验表明，AS34对生长素和赤霉素的敏感性增强。
利用AS34与冀麦325构建F2作图群体，结合亲本重测序开发InDel标记，将Sdd1定位在小麦3B染色体414.7–420.4 Mb区间内。该区间长度约5.7 Mb，包含50个高置信度基因，仅TraesCS3B02G260400和TaPIN4基因在AS34幼穗中相对野生型差异表达。在京411背景下对相关突变体进行表型验证，携带TraesCS3B02G260400编码区突变的J4A和J4B表现出显著的株型和穗部表型变化——J4A植株更高、穗更长、小穗密度降低，而J4B植株高度大幅下降并伴随穗部发育异常；相比之下，TaPIN4突变体J7的株高及相关性状未发生显著变化。这些结果支持TraesCS3B02G260400是调控小麦株高和穗部形态的Sdd1候选基因。
中国农业大学博士后李雄涛、自治区农业科学院作物研究所马艳明研究员、山东农业大学刘静教授为共同第一作者，中国农业大学小麦研究中心刘杰教授与中国农业科学院作物科学研究所叶兴国研究员为共同通信作者。该研究得到农业科技重大专项、国家自然科学基金项目（32372120）、拼多多-中国农业大学研究基金（PC2023A01003）等项目资助。
图 Sdd1 的突变体表型
