研究人員揭示了油菜素類固醇和糖信號(hào)對(duì)小麥籽粒大小調(diào)節(jié)的影響

籽粒大小在決定小麥產(chǎn)量方面發(fā)揮著核心作用，精確調(diào)控籽粒發(fā)育已成為提高水稻和玉米等幾種主要作物產(chǎn)量的關(guān)鍵策略。然而，控制小麥籽粒發(fā)育關(guān)鍵方面的遺傳基礎(chǔ)和潛在分子調(diào)控機(jī)制仍然難以捉摸，這為提高小麥產(chǎn)量創(chuàng)造了瓶頸。

最近，中國(guó)科學(xué)院遺傳與發(fā)育生物學(xué)研究所肖軍研究員與山東大學(xué)白明義教授合作，在《植物生物技術(shù)》雜志上發(fā)表了一項(xiàng)合作研究，發(fā)現(xiàn)了一個(gè)調(diào)控谷物的基因模塊。小麥中的長(zhǎng)度，為油菜素類固醇 (BR) 和糖信號(hào)之間的相互作用如何影響谷物大小提供了新的見解。

研究人員結(jié)合全基因組關(guān)聯(lián)研究和連鎖分析來查明一種非典型螺旋-環(huán)-螺旋轉(zhuǎn)錄因子 TabHLH489-D1，它與小麥的籽粒長(zhǎng)度顯著相關(guān)。 TabHLH489-D1 及其同源基因被發(fā)現(xiàn)可以減少粒長(zhǎng)和千粒重。

他們發(fā)現(xiàn)，TaSnRK1α1 通過磷酸化促進(jìn) TabHLH489 的降解，從而促進(jìn)小麥籽粒發(fā)育早期階段種皮細(xì)胞的伸長(zhǎng)。糖反過來誘導(dǎo)TaSnRK1α1蛋白的積累，進(jìn)一步增強(qiáng)TabHLH489的降解并共同調(diào)節(jié)小麥籽粒的發(fā)育。

此外，TabHLH489被發(fā)現(xiàn)是植物激素BR的負(fù)調(diào)節(jié)因子，敲除TabHLH489增加了小麥的BR敏感性。在具有 BR 受體 Tabzr1 和 BR 陰性調(diào)節(jié)激酶 TaSK2 過表達(dá)的小麥突變體中，TabHLH489 表達(dá)的增加與小麥籽粒變短和千粒重降低有關(guān)。

相反，在 TaSK2 敲除突變體和 TaBZR1 過表達(dá)的植物中，TabHLH489 表達(dá)的減少導(dǎo)致小麥籽粒更長(zhǎng)，千粒重增加。

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