作科所揭示小麦籽粒发育新机制

近日，中国农业科学院作物科学研究所生物信息学及应用创新团队，研究揭示了在小麦中，AUX/IAA转录因子成员TaIAA21通过与TaARF25互作来促进下游基因 TaERFs 的转录，进而影响小麦粒型和粒重。10月12号，相关研究成果在线发表于《植物杂志（The Plant Journal）》上。

　　据李爱丽研究员介绍，粒长、粒宽和粒重是影响作物产量的重要因素。生长素信号对籽粒发育具有重要作用。生长素路径负调控因子AUX/IAAs在植物生长素信号传导通路中扮演重要角色，对植物器官发育具有重要作用。但是，到目前为止还没有发现AUX/IAA在小麦籽粒发育中的功能。　　

　　该研究发现 TaIAA21 突变导致小麦籽粒的粒长、粒宽和粒重显著增加。切片观察显示突变体籽粒外果皮细胞显著变大。通过筛选籽粒发育早期高表达的生长素响应因子ARFs，鉴定出TaARF25与TaIAA21互作。与 TaIAA21 突变体表型相反， TaARF25 突变体的粒长、粒宽和粒重显著下降。生物信息学分析和进一步实验证明，TaARF25促进乙烯信号转录因子 TaERF3 的转录。 TaERF3 的突变也导致了粒长、粒宽和粒重下降，表明TaIAA21通过ARF25-ERFs模块参与了小麦籽粒发育调控。自然变异分析表明， TaIAA21 的大粒单倍型在小麦栽培品种中出现的频率高于地方品种，显示其在小麦育种中受到选择。上述研究结果对小麦产量的提高具有重要借鉴意义。

　　作科所已毕业博士生贾美玲，硕士生李亚楠和在读博士生王振玉为该论文的共同第一作者，作科所李爱丽研究员和毛龙研究员为该论文的共同通讯作者。该工作得到国家自然基金、河北自然科学基金、中国农业科学院科技创新工程“藏粮于技”项目资助。

　　原文链接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1111/tpj.15541