一个被育种家使用半个多世纪的“老基因”，正被重新定义——它不仅仅是让小麦变矮的“功臣”，更是调控整个冠层结构的“总设计师”。

全球近40%的人口以小麦为主粮。20世纪60年代绿色革命期间，半矮化基因Rht-D1b的广泛应用大幅降低了小麦株高、增强了抗倒伏能力，使全球小麦产量翻倍。然而，这个经典基因的功能远不止于此。

2026年2月，山东农业大学张寒博士团队在《The Crop Journal》发表的一项研究揭示了Rht-D1b的全新身份：它不仅是降低株高的“刹车”，更是调控分蘖角度、分蘖数量、优化冠层光能利用的“中央协调器”。

一、科创亮点：从“单一性状工具”到“结构重构杠杆”

1. 被低估的多效性：分蘖角度与数量的双重调控

研究团队通过QTL定位、遗传分离群体和转基因功能验证，首次确认Rht-D1b是小麦分蘖角度的主效调控位点。实验数据显示：携带Rht-D1b的株系分蘖角度显著增大、分蘖数量明显增加——这两项性状直接决定了冠层的空间布局与光能截获效率。

2. 机制揭秘：生长素运输的“交通指挥”

在机制层面，研究发现Rht-D1b通过调控侧向生长素运输，负调节地上部的向地性反应，从而改变分蘖生长方向。转录组分析显示，生长素信号传导与运输相关基因的表达模式发生显著变化，证实了Rht-D1b在形态建成中的内在生理基础。

3. 剂量效应曲线：适度表达才是“黄金比例”

研究揭示了一个关键规律：Rht-D1b的作用具有严格的剂量依赖性。在自身启动子调控下实现适度表达，可显著优化株型结构并提高单株籽粒产量;而功能缺失或强过表达均导致产量下降。这一发现打破了“基因越强越好”的线性思维。

二、应用前景：为“密植高产”提供新基因工具

1. 构建理想冠层，提升群体光能利用

在小麦育种实践中，分蘖角度过小导致冠层郁闭、光能利用不足;角度过大则造成空间浪费、竞争加剧。Rht-D1b的精准调控使育种家能够根据种植密度和肥水条件，定制最适配的分蘖角度，实现单位面积光能利用最大化。

2. 基因组合策略：从“降株高”到“构株型”的升级

研究提示，通过合理组合不同Rht等位基因，育种家可以同步实现三重目标：降低株高增强抗倒伏、优化分蘖角度改善冠层结构、调控分蘖数量匹配肥水供给。这将为适应高密度机械化种植的专用品种开发提供全新路径。

3. 近40%人口的粮食增益

在全球气候变化与资源约束加剧的背景下，通过株型结构优化实现的增产路径，意味着更稳定、更高效的小麦供给体系。对于以小麦为主粮的近40%全球人口而言，这是一条不依赖额外肥水投入的可持续增产通道。

三、行业启示：育种进入“精准剂量”时代

这项研究的深层价值在于重塑了对“经典基因”的认知框架。正如智种网评论所言：“基础主效基因并非单一性状工具，而是结构重构的杠杆。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。

来源：山东农业大学；题目：Beyond dwarfism: Green Revolution gene Rht-D1b orchestrates tiller angle and canopy architecture in wheat；发表于：The Crop Journal（2026年2月刊纸质版)