美国俄克拉荷马州立大学小麦分子遗传实验室教授严六零告诉《中国科学报》，面对着气候变化、人口增长、耕地减少等问题，提高小麦产量是直接关系到世界粮食安全的重大课题。4月8日，《科学》在线发表了严六零与合作者找到的一个新的小麦增产基因TaCOL-B5，该基因对每穗粒数、穗数等性状都有明显的调控作用，田间试验显示该基因可让小麦平均增产约12%。
作为全球最重要的粮食作物之一，小麦满足了人类20%的卡路里和蛋白质需求，为全球超过1/3的人口提供能量来源。提高小麦产量一直是备受关注的问题。论文通讯作者严六零说，采用传统杂交育种手段培育的一些高产品种，由于受到气候、环境和栽培方式等影响，在不同年份或地区会表现出不稳定的产量。育种家不能精确地预测它们是否在绝大多数情况下都能带来较高的产量。
近年来，基因测序等新技术的快速发展和应用给科学家带来了解决高产难题的机遇。严六零说，小麦产量受到三个主要因素影响，即穗数、每穗粒数和种子重量。这些因素在一定幅度范围内呈负相关的关系，通过遗传因素改良穗型和株型进而提高作物产量是一条有效途径，但实现该目标非常具有挑战性。
严六零与合作者利用完整的小麦参考基因组和快速测序技术加速了对小麦高产基因的研究。论文共同第一作者、原就读于俄克拉荷马州大学的博士生、现供职于中国农业科学院麻类研究所的张小雨介绍，他们挑选了两个麦穗形状差异较大的小麦材料（CItr 17600和扬麦18）作为亲本，以期利用孟德尔遗传规律从他们的后代中找到由于穗差异而导致产量差异的分离群体，从而发现提高产量的基因。
为验证其功能，该团队在扬麦18上过表达显性等位基因TaCol-B5后，获得4个独立的转化植株，并在温室和田间条件下进行种植。结果发现，该基因的过表达能够增加穗数（即分蘖数）、每穗粒数和穗长，对小麦单株生产力有显著促进作用。
李甜告诉《中国科学报》，他们对中国国家作物种质库保存的1551份小麦材料进行了测试，这些材料来自于中国农家种、中国现代育成品种、北美（美国和加拿大）品种、欧洲（16国）品种、前苏联品种、澳大利亚品种和国际玉米小麦改良中心品种等。结果显示，仅有29份材料含有TaCol-B5基因，不足总数的2%。
严六零说，该基因非常古老，存在于四倍体小麦中，并与增加株高相关。在上世纪五六十年代的绿色革命过程中，人们追求降低作物的株高。所以该基因可能在追求矮化株型预防倒伏的筛选中遗失了。在实验中，贾海燕观察到，携带TaCol-B5基因的植株明显高大。
范·埃斯强调，测试TaCol-B5基因在多种环境以及其他遗传背景中生长的小麦中的影响，以更准确地评估潜在的产量增加是很重要的。此外，这些结果可能适用于其他主要谷类作物，如水稻、大麦和黑麦。