3月12日，中國農業科學院作物科學研究所小麥基因資源發掘與利用創新團隊正向克隆到小麥籽粒千粒重調控的關鍵基因 TaWUS-like-5D ，闡明了該基因通過負調控小麥籽粒蔗糖代謝和T6P信號途徑而降低蔗糖轉化利用以及籽粒灌漿水平的分子機制。相關研究成果發表在《植物生物技術（Plant Biotechnology Journal）》上。
蔗糖和T6P是調控小麥籽粒發育和灌漿的兩個關鍵信號分子，其在小麥籽粒中的運輸、卸載和代謝調控對籽粒淀粉的形成和填充起著關鍵性作用。因此，深入解析小麥籽粒中蔗糖和T6P的代謝調控對產量性狀形成的影響及其分子作用機理，有助于為小麥高產育種及遺傳改良提供新思路。
研究團隊通過全基因組關聯分析，結合千粒重極端混池測序分析和基因表達分析，定位并鑒定到一個調控小麥千粒重的關鍵基因 TaWUS-like-5D ，該基因在小麥早期發育籽粒（5-10d）的糊粉層、維管系統以及胚乳組織中優勢表達。研究發現，過表達該基因可顯著抑制小麥籽粒中蔗糖的降解和運輸、T6P糖信號通路以及激素合成相關基因的轉錄水平，進而影響蔗糖向淀粉的轉化和利用，降低籽粒的灌漿水平，最終引起籽粒千粒重和產量的顯著下降。該研究揭示了小麥籽粒發育過程中蔗糖與T6P信號途徑間的互動應答與反饋調節機制，加深了對小麥籽粒灌漿機制和調控網絡的理解，為小麥種質遺傳改良提供了新視角和靶點。
作科所副研究員劉紅霞為論文第一作者，張學勇研究員、郝晨陽研究員和劉紅霞副研究員為該論文的共同通訊作者。該研究得到了國家重點研發計劃、農業生物育種專項、國家自然科學基金、中國農業科學院科技創新工程等項目的資助。
文章鏈接：https://doi.org/10.1111/pbi.70015
日期：2025-03-19
蔗糖和T6P是調控小麥籽粒發育和灌漿的兩個關鍵信號分子，其在小麥籽粒中的運輸、卸載和代謝調控對籽粒淀粉的形成和填充起著關鍵性作用。因此，深入解析小麥籽粒中蔗糖和T6P的代謝調控對產量性狀形成的影響及其分子作用機理，有助于為小麥高產育種及遺傳改良提供新思路。
研究團隊通過全基因組關聯分析，結合千粒重極端混池測序分析和基因表達分析，定位并鑒定到一個調控小麥千粒重的關鍵基因 TaWUS-like-5D ，該基因在小麥早期發育籽粒（5-10d）的糊粉層、維管系統以及胚乳組織中優勢表達。研究發現，過表達該基因可顯著抑制小麥籽粒中蔗糖的降解和運輸、T6P糖信號通路以及激素合成相關基因的轉錄水平，進而影響蔗糖向淀粉的轉化和利用，降低籽粒的灌漿水平，最終引起籽粒千粒重和產量的顯著下降。該研究揭示了小麥籽粒發育過程中蔗糖與T6P信號途徑間的互動應答與反饋調節機制，加深了對小麥籽粒灌漿機制和調控網絡的理解，為小麥種質遺傳改良提供了新視角和靶點。
作科所副研究員劉紅霞為論文第一作者，張學勇研究員、郝晨陽研究員和劉紅霞副研究員為該論文的共同通訊作者。該研究得到了國家重點研發計劃、農業生物育種專項、國家自然科學基金、中國農業科學院科技創新工程等項目的資助。
文章鏈接：https://doi.org/10.1111/pbi.70015
日期：2025-03-19
