作科所揭示小麦籽粒灌浆调控新机制
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发布时间：2025-03-12
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3月12日，中国农业科学院作物科学研究所小麦基因资源发掘与利用创新团队正向克隆到小麦籽粒千粒重调控的关键基因 TaWUS-like-5D ，阐明了该基因通过负调控小麦籽粒蔗糖代谢和T6P信号途径而降低蔗糖转化利用以及籽粒灌浆水平的分子机制。相关研究成果发表在《植物生物技术（Plant Biotechnology Journal）》上。
蔗糖和T6P是调控小麦籽粒发育和灌浆的两个关键信号分子，其在小麦籽粒中的运输、卸载和代谢调控对籽粒淀粉的形成和填充起着关键性作用。因此，深入解析小麦籽粒中蔗糖和T6P的代谢调控对产量性状形成的影响及其分子作用机理，有助于为小麦高产育种及遗传改良提供新思路。
研究团队通过全基因组关联分析，结合千粒重极端混池测序分析和基因表达分析，定位并鉴定到一个调控小麦千粒重的关键基因 TaWUS-like-5D ，该基因在小麦早期发育籽粒（5-10d）的糊粉层、维管系统以及胚乳组织中优势表达。研究发现，过表达该基因可显著抑制小麦籽粒中蔗糖的降解和运输、T6P糖信号通路以及激素合成相关基因的转录水平，进而影响蔗糖向淀粉的转化和利用，降低籽粒的灌浆水平，最终引起籽粒千粒重和产量的显著下降。该研究揭示了小麦籽粒发育过程中蔗糖与T6P信号途径间的互动应答与反馈调节机制，加深了对小麦籽粒灌浆机制和调控网络的理解，为小麦种质遗传改良提供了新视角和靶点。
作科所副研究员刘红霞为论文第一作者，张学勇研究员、郝晨阳研究员和刘红霞副研究员为该论文的共同通讯作者。该研究得到了国家重点研发计划、农业生物育种专项、国家自然科学基金、中国农业科学院科技创新工程等项目的资助。
文章链接：https://doi.org/10.1111/pbi.70015
