分蘗不僅是決定小麥產量的核心要素之一，也是小麥株型建成中的一個重要科學問題，因此，克隆小麥分蘗調控基因，解析其分子機制和遺傳網絡，不僅具有重要的科學意義，對小麥株型改良和分子設計育種也具有重要的應用價值。
研究團隊前期構建了以偃展4110、濟麥22、淮麥33和Fielder為遺傳背景的小麥甲基磺酸乙酯（EMS）突變體庫，包含3萬余份突變體。研究人員從偃展4110突變體庫中篩選到的一個少分蘗突變體tn1，并克隆到分蘗調控新基因TN1，該基因編碼一個含有四個跨膜結構域的膜蛋白。實驗表明，一個保守氨基酸的替換突變(Ala125Thr)是導致tn1突變體分蘗芽的伸長受到抑制從而表現出少分蘗表型的原因。進一步研究發現，tn1突變體的莖基部和分蘗芽中ABA合成關鍵基因的轉錄水平及ABA含量均顯著增加；同時，TN1與ABA受體TaPYL存在物理互作，并且能夠顯著抑制TaPYL與其下游ABA信號轉導關鍵蛋白TaPP2C之間的物理互作。綜上所述，該研究揭示了分蘗調控基因TN1通過影響ABA合成和信號轉導途徑促進小麥分蘗芽伸長的分子機制。
作科所已畢業博士生董純豪和張立超副研究員為共同第一作者，作科所劉旭院士、孔秀英和孫加強研究員為論文的共同通訊作者。本研究得到國家自然科學基金，中央級公益性科研院所基本科研業務費專項，中國農科院農科英才及科技創新工程的資助。
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2023年2月15日
來源：中國農業科學院作物科學研究所
