JIPB | 中国农业科学院作物科学研究所景蕊莲课题组发现小麦抗旱新机制

小麦是我国的主要口粮作物，干旱缺水严重制约其生产，亟需发掘利用优异基因资源改良小麦抗旱性pp基金。然而，抗旱基因发掘进展缓慢，其中一个重要限制因素是抗旱性评价困难。

JIPB近日在线发表了 中国农业科学院作物科学研究所景蕊莲课题组题为 “DIW1encoding a clade I PP2C phosphatase negatively regulates drought tolerance by dephosphorylating TaSnRK1.1 in wheat”的研究论文（）。

图1. TaPP2C158和TaSnRK1.1协同调控小麦抗旱性的机制

通过筛选小麦矮抗58突变体库，克隆到控制干旱条件下苗期叶片萎蔫的功能获得型基因DIW1/ TaPP2C158 ，其属于蛋白磷酸酶PP2C clade I家族

。分析该基因超表达及CRISPR敲除小麦株系的表型，表明 TaPP2C158负调控小麦抗旱性。Phos-tag试验揭示TaPP2C158能够使TaSnRK1.1去磷酸化，从而调控ABA信号通路中下游基因的表达。通过关联分析，找到了TaPP2C158提高保水力/抗旱性的优异单倍型。TaPP2C158的C端变异导致其蛋白磷酸酶活性不同，进而表现为不同单倍型小麦的冠层温度、幼苗存活率差异。这项工作有助于了解小麦抗旱性的分子机制，为小麦抗旱性的遗传改良提供基因资源和分子标记。 景蕊莲课题组近年来在小麦抗旱基因资源发掘研究方面取得了一系列进展，揭示了调控根系形态（Li et al., 2019；Wang et al., 2021; Li et al., 2022）、卷叶（Yang et al., 2022; Zhu et al., 2022）等多个抗旱相关性状的分子机制，以及小麦脱落酸信号通路中的重要基因（Wang et al., 2016; Xue et al., 2021; Zhang et al., 2023）

。这篇发表在JIPB的论文进一步揭示了TaPP2C在调控小麦抗旱性方面的重要功能。 副研究员 王景一、 李超男和助理研究员 李龙为该论文共同第一作者， 景蕊莲研究员、 毛新国副研究员和 王景一副研究员为共同通讯作者

。该研究得到了国家自然科学基金、中国农业科学院重大科研任务和基本科研业务费专项的资助。 展开全文

参考文献：

1. Li C N, Wang J Y, Li L, Li J L, Zhuang M J, Li B, . . . Jing R L.(2022) TaMOR is essential for root initiation and improvement of root system architecture in wheat. Plant Biotechnol. J. 20: 862-875.

2. Wang J Y, Li L, Li C N, Yang X, Xue Y H, Zhu Z, . . . Jing R L.(2021) A transposon in the vacuolar sorting receptor gene TaVSR1-B promoter region is associated with wheat root depth at booting stage. Plant Biotechnol. J. 19: 1456-1467.

3. Li L, Peng Z, Mao X G, Wang J Y, Chang X P,Reynolds M, Jing R L. (2019) Genome-wide association study reveals genomic regions controlling root and shoot traits at late growth stages in wheat. Ann. Bot. 124: 993-1006.

5. Yang X, Wang J Y, Mao X G, Li C N, Li L, Xue Y H, . . . Jing R L. (2022) A Locus controlling leaf rolling degree in wheat under drought stress identified by bulked segregant analysis. Plants (Basel) 11: 2076.

6. Zhang Y F, Wang J Y, Li Y Y, Zhang Z H, Yang L L, Wang M, . . . Mao X G.(2023) Wheat TaSnRK2.10 phosphorylates TaERD15 and TaENO1 and confers drought tolerance when overexpressed in rice. Plant Physiol. 191: 1344-1364.

8. Wang J Y, Li Q, Mao X G, Li A, Jing R L. (2016) Wheat tranion factor TaAREB3 participates in drought and freezing tolerances in Arabidopsis. Int. J. Biol. Sci. 12: 257-269.

JIPB面向全球，刊发整合植物生物学研究的重要创新成果，包括宏观和微观领域有创新性的重要研究论文、综述、突破性报道、新资源、新技术和评论性文章等

。2021年2年SCI_IF: 9.106，位于植物学TOP 4%，SCI的Q1区。Scopus数据库中CiteScore: 11.8，位于TOP 2.9%。JIPB位于中国科学院期刊分区生物学大类1区和植物学小类1区，中国科协《植物科学领域高质量期刊分级目录》T1级，并入选中国科技期刊卓越行动计划。