JIPB | 中国农业科学院作物科学研究所刘旭/孔秀英研究组发现小麦抽穗/开花新机制

以下文章来源于JIPB ，作者JIPB

小麦作为我国最重要的两大口粮作物之一，在保障我国粮食安全和推动国民经济健康发展中发挥着至关重要的作用。适宜的抽穗/开花不仅是决定小麦区域适应性的重要因素，同时也是小麦高产、稳产的基础。因此，发掘新的调控小麦抽穗/开花的功能基因并解析其遗传机制具有重要的科学意义和应用价值。

JIPB近日在线发表了中国农业科学院作物科学研究所刘旭/孔秀英研究组题为“GSK3 regulates VRN1 to control flowering time in wheat”的Brief Communications（https://doi.org/10.1111/jipb.13507），研究发现丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶糖原合酶激酶3（GSK3）蛋白保守的TREE基序突变（即TREK，命名为gsk3）能够影响小麦抽穗期/开花期。

该研究组前期构建了小麦偃展4110为遗传背景的小麦甲基磺酸乙酯（EMS）突变体库。从中筛选到一个矮秆、叶片直立生长的小麦突变体gsk3。本研究发现该突变体gsk3抽穗期和开花期均延迟，并进一步利用转基因技术进行了功能验证。通过分子机制研究发现GSK3能够与Vrn1相互作用并磷酸化Vrn1，突变后的gsk3促进了Vrn1的蛋白降解，进而降低Vrn3的表达，从而延迟小麦抽穗/开花。

研究揭示了一条GSK家族激酶影响小麦春化基因Vrn1蛋白稳定性的新机制，为深入理解小麦春化基因加速开花提供了理论基础。

刘旭/孔秀英研究组与孙加强研究组合作，近年来在小麦优异基因资源发掘研究方面取得了一系列进展，克隆了小麦太谷核不育基因Ms2并解析其败育机制（Nature Communications, 2017，Molecular Plant, 2022）；克隆了小麦分蘖调控新基因TN1并揭示其通过影响ABA合成和信号转导途径促进小麦分蘖芽伸长的分子机制（Nature Communications, 2023）以及克隆了小麦株高基因GSK3并证实该基因通过磷酸化绿色革命蛋白Rht-B1b来降低小麦株高（The Plant Cell, 2023），这篇发表在JIPB的论文进一步揭示了GSK3在调控小麦抽穗/开花方面的重要功能。

博士研究生崔国庆为该论文第一作者，中国农业科学院作科所刘旭院士和孔秀英研究员为共同通讯作者。本研究得到国家重点研发计划（2022YFF1002902）以及中国农科院农科英才和科技创新工程的资助。

转自：“植物生物技术Pbj”微信公众号

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