分蘗不僅是決定小麥產(chǎn)量的核心要素之一，也是小麥株型建成中的一個(gè)重要科學(xué)問題，因此，克隆小麥分蘗調(diào)控基因，解析其分子機(jī)制和遺傳網(wǎng)絡(luò)，不僅具有重要的科學(xué)意義，對(duì)小麥株型改良和分子設(shè)計(jì)育種也具有重要的應(yīng)用價(jià)值。
研究團(tuán)隊(duì)前期構(gòu)建了以偃展4110、濟(jì)麥22、淮麥33和Fielder為遺傳背景的小麥甲基磺酸乙酯（EMS）突變體庫，包含3萬余份突變體。研究人員從偃展4110突變體庫中篩選到的一個(gè)少分蘗突變體tn1，并克隆到分蘗調(diào)控新基因TN1，該基因編碼一個(gè)含有四個(gè)跨膜結(jié)構(gòu)域的膜蛋白。實(shí)驗(yàn)表明，一個(gè)保守氨基酸的替換突變(Ala125Thr)是導(dǎo)致tn1突變體分蘗芽的伸長(zhǎng)受到抑制從而表現(xiàn)出少分蘗表型的原因。進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，tn1突變體的莖基部和分蘗芽中ABA合成關(guān)鍵基因的轉(zhuǎn)錄水平及ABA含量均顯著增加；同時(shí)，TN1與ABA受體TaPYL存在物理互作，并且能夠顯著抑制TaPYL與其下游ABA信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)關(guān)鍵蛋白TaPP2C之間的物理互作。綜上所述，該研究揭示了分蘗調(diào)控基因TN1通過影響ABA合成和信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑促進(jìn)小麥分蘗芽伸長(zhǎng)的分子機(jī)制。
作科所已畢業(yè)博士生董純豪和張立超副研究員為共同第一作者，作科所劉旭院士、孔秀英和孫加強(qiáng)研究員為論文的共同通訊作者。本研究得到國(guó)家自然科學(xué)基金，中央級(jí)公益性科研院所基本科研業(yè)務(wù)費(fèi)專項(xiàng)，中國(guó)農(nóng)科院農(nóng)科英才及科技創(chuàng)新工程的資助。
原文鏈接：https://rdcu.be/c5CBT
2023年2月15日
來源：中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院作物科學(xué)研究所
