由胡安·霍普金斯大学(HHU)发育遗传学研究所Rüdiger Simon教授领衔的科研团队取得重要成果，相关研究发表于《自然通讯》杂志。

禾本科植物进化出种类丰富、形态各异的花序，种子排列方式也多种多样。部分种类花序复杂且分枝，种子数量可观;而大麦则拥有相对简单的花序，其每粒谷粒生长在被称为“小穗轴”的短轴上。这些花序结构的差异在植物发育早期便已确定，分生组织的大小、位置和寿命最终决定花序形状。

此次研究中，科研团队成功鉴定出一条调控大麦不同分生组织活性的信号通路。研究发现，小穗轴细胞会分泌一种名为HvFCP1的小肽，该小肽与位于质膜上的HvCLV1受体相互作用，进而控制分生组织沿垂直和水平轴的生长，最终决定花序结构。

为深入了解该信号通路的作用，研究人员还研究了当负责HvFCP1或HvCLV1基因发生突变时植物的表现。结果显示，在这些情况下，植物会发育出增大的花序和小穗轴，且大麦突变体的花序呈现出与小麦花序类似的结构，即一根小穗轴会形成多朵花(以及随后的籽粒)。

在研究过程中，团队将细胞水平的基因功能分析与使用扫描电子显微镜和荧光显微镜进行的详细表型表征相结合。西蒙教授表示，胡里赫特大学先进成像中心(CAi)作为卓越的设施，为此类研究提供了有力支持。

该研究主要作者伊萨亚·瓦尔达内加博士指出，此次发现为重新设计禾本科植物的花序提供了可能。通过更精准地了解大麦的干细胞系统，有望增加谷物数量，进而提高农业产量。西蒙教授也补充道，这项研究为新的、有针对性的育种方法奠定了基础，对大麦结构遗传调控的深入了解，将使科研人员能够借助基因组编辑技术更快地培育出新的高产品种。

这一研究成果为禾本科植物的育种增产开辟了新路径，有望在未来推动农业生产的进一步发展。

更多信息： Isaia Vardanega 等人，CLAVATA 信号通过控制茎分生组织和小穗轴的活性和确定性来塑造大麦花序，《自然通讯》(2025)。