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)量的關鍵策略。然而，控制小麥籽粒發(fā)育關鍵方面的遺傳基礎和潛在分子調控機制仍然難以捉摸，這為提高小麥產(chǎn)量創(chuàng)造了瓶頸。
最近，中國科學院遺傳與發(fā)育生物學研究所肖軍研究員與山東大學白明義教授合作，在《植物生物技術》雜志上發(fā)表了一項合作研究，發(fā)現(xiàn)了一個調控谷物的基因模塊。小麥中的長度，為油菜素類固醇 (BR) 和糖信號之間的相互作用如何影響谷物大小提供了新的見解。
研究人員結合全基因組關聯(lián)研究和連鎖分析來查明一種非典型螺旋-環(huán)-螺旋轉錄因子 TabHLH489-D1，它與小麥的籽粒長度顯著相關。 TabHLH489-D1 及其同源基因被發(fā)現(xiàn)可以減少粒長和千粒重。
他們發(fā)現(xiàn)，TaSnRK1α1 通過磷酸化促進 TabHLH489 的降解，從而促進小麥籽粒發(fā)育早期階段種皮細胞的伸長。糖反過來誘導TaSnRK1α1蛋白的積累，進一步增強TabHLH489的降解并共同調節(jié)小麥籽粒的發(fā)育。
此外，TabHLH489被發(fā)現(xiàn)是植物激素BR的負調節(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 陰性調節(jié)激酶 TaSK2 過表達的小麥突變體中，TabHLH489 表達的增加與小麥籽粒變短和千粒重降低有關。
相反，在 TaSK2 敲除突變體和 TaBZR1 過表達的植物中，TabHLH489 表達的減少導致小麥籽粒更長，千粒重增加。
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