绿色革命小麦何以矮化？新发现或摸清相关机制
时间：2023-04-13 来源：光明网 作者：牛姣
小麦是全球分布最为广泛的粮食作物，世界上有超过40%的人口以小麦为主食，在我国，小麦也是两大口粮之一。
20世纪60年代绿色革命期间，利用Rht-B1b和Rht-D1b半矮化等位基因，降低小麦株高，产生半矮化表型，提高了小麦抗倒伏能力和收获指数，从而实现了小麦的增产。然而，稳定的Rht-B1b蛋白如何被激活或调控实现降低小麦株高的分子基础仍然未知。
小麦绿色革命蛋白Rht-B1b磷酸化调控的分子机制
近日，中国农业科学院作物科学研究所小麦基因资源发掘与利用创新团队克隆了小麦矮秆基因GSK3，并揭示了该基因通过编码蛋白激酶磷酸化小麦绿色革命蛋白Rht-B1b来降低株高的分子机制，为小麦株型遗传改良提供了新思路。相关研究成果在线发表于《植物细胞（Plant Cell）》上。
科研人员筛选到一个矮秆、叶片直立生长的小麦突变体，通过对该突变体的分析，克隆到功能获得性GSK3等位基因；该突变体表现出对植物激素油菜素内酯不敏感表型，表明GSK3参与调控小麦油菜素内酯信号转导途径。进一步研究发现GSK3激酶可以与小麦绿色革命蛋白Rht-B1b相互作用并介导蛋白磷酸化，进而降低小麦株高。
该研究是小麦绿色革命分子基础研究领域的一个重要进展，揭示了Rht-B1b蛋白磷酸化调控的分子机制：Rht-B1b蛋白不仅需要逃避赤霉素诱导的蛋白降解，还需要GSK3介导的磷酸化来增强其活性和稳定性，才能发挥其降低小麦株高的生物学功能。该研究为小麦株型遗传改良提供了理论基础和新思路。
该研究得到国家自然科学基金、中国农业科学院科技创新工程等项目的支持。
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