科研进展

《Journal of Integrative Plant Biology》刊发安徽农业大学马传喜教授团队揭示TaABI4-TaNAC-A1-TaCYP94-A1模块调控小麦种子休眠新机制的研究成果

发布日期:2026-04-02浏览次数:

小麦生产安全直接关系到全球粮食安全。在小麦驯化进程中,为追求整齐一致且较高的出苗率,弱休眠性状被选择并保留下来。然而,弱休眠往往会造成收获季节高湿条件下穗发芽的发生,严重影响小麦品质、产量、播种质量以及食品安全。因此,鉴定种子休眠相关基因并阐明其调控机制,将有助于培育具有适度休眠特性的小麦品种,从而减轻穗发芽损失。

近日, 安徽农业大学农学院黄淮南部小麦生物学与遗传育种重点实验室马传喜教授团队在作物种子休眠与穗发芽抗性研究领域取得重大突破。相关研究成果以“The transcription factors TaABI4 and TaNAC-A1 fine-tune TaCYP94-A1 transcription to modulate seed dormancy in wheat”为题,于2月11日在《Journal of Integrative Plant Biology》(2026 IF=9.3)上发表。

该研究发现了一个编码小麦细胞色素P450基因TaCYP94-A1,该基因敲除后显著增强了小麦种子休眠性和穗发芽抗性,且对其它重要农艺性状无不利影响。序列分析显示,TaCYP94-A1基因启动子区存在2个与种子休眠显著关联的关键SNP(–1895 bp, T/C和–1225 bp, T/C)。单倍型分析显示,TaCYP94-A11,895CTaCYP94-A11,225C等位基因组合(Hap4)是强休眠相关的优异单倍型。生化与分子生物学实验表明,转录因子TaABI4和TaNAC-A1分别结合于TaCYP94-A1启动子的5'-ACCGC-3'(C, –1895 bp)和5'-GACTTC-3'(C, –1225 bp)基序,且两者通过蛋白互作拮抗地调控其转录。进一步深入分析发现,TaABI4/TaNAC-A1-TaCYP94-A1模块通过影响赤霉素、脱落酸和茉莉酸信号通路,最终调控种子休眠和穗发芽抗性。总之,本研究揭示了一个新的种子休眠调控模块,为通过分子设计育种途径培育抗穗发芽小麦新品种提供了基因资源与分子标记。

图1 TaCYP94-A1调控小麦种子休眠的分子机制

安徽农业大学为本文的第一单位,安徽农业大学农学院在读博士研究生张李田和河南省农科院方宇辉副研究员为论文共同第一作者。安徽农业大学马传喜教授,常成教授以及张海萍教授为该论文共同通讯作者。该研究得到了国家自然科学基金(32372069,U20A2033)和江苏省现代农业协同创新中心(JCIC-MCP)的资助。(文图:常成 一审:范宇 二审:余恩 三审:王晓波)

论文链接:https://doi.org/ 10.1111/jipb.70187