JIA | 中国农科院作科所张学勇研究员团队TaABI19正调控小麦籽粒发育的研究

小麦是重要的口粮作物，为人类饮食提供了主要的碳水化合物和蛋白。淀粉是胚乳中重要的组成成分。目前，水稻和玉米中克隆并解析了多个控制胚乳淀粉合成的转录因子的功能，绘制了较为系统胚乳淀粉合成转录调控网络。然而，小麦胚乳淀粉合成的转录调控信息较少，且同源转录因子在谷类作物之间是否保守尚不明确。

近期，中国农业科学院作物科学研究所小麦基因资源挖掘与利用团队张学勇研究员组完成的“TaABI19 positively regulates grain development in wheat”研究论文在Journal of Integrative Agriculture (《农业科学学报》(英文)，JIA) 2023年1期正式发表。

本研究通过同源克隆的方法分析了TaABI9在小麦籽粒发育和淀粉合成中的影响。发现它与玉米ZmABI19功能相似，均正调控籽粒发育和淀粉合成，但是由于下游基因启动子的变异，导致二者的功能存在分化。本研究为后续小麦胚乳淀粉合成转录因子调控提供了参考。

本研究利用ZmABI19同源克隆了小麦TaABI19，发现它们基因结构相同，蛋白序列高度相似。组织表达分析显示它在幼穗和籽粒发育前中期高表达，与玉米中表达模式相似。它编码一个具有自激活活性的转录因子。利用Kronos突变体分析，发现taabi19突变体籽粒变小，胚乳淀粉颗粒一定程度变小。DLR和Y1H实验证明TaABI19能够结合TaPBF启动子区的RY元件，增强其表达，但并不调控TaO2的表达，与ZmABI19既存在保守功能，又存在差异。依据本研究的结论，我们推测这种差异是下游基因启动子的变异导致的。本研究为利用水稻和玉米中调控胚乳淀粉合成的核心转录因子快速构建小麦胚乳淀粉合成转录调控网络提供了参考。

中国农业科学院作物科学研究所小麦基因资源挖掘与利用团队张学勇研究员为该文章的通讯作者，刘云川博士为该文章第一作者。该研究得到了中国农业科学院中央公益性科研单位基础研究基金 (Y2017PT39) 的资助。

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‍https://doi.org/‍10.‍1‍016/j.jia.2‍022‍.‍0‍8‍‍.049

Cite the article:

LIU Yun-chuan, WANG Xiao-lu, HAO Chen-yang, IRSHAD Ahsan, LI Tian, LIU Hong-xia, HOU Jian, ZHANG Xue-yong. 2023. TaABI19 positively regulates grain development in wheat. Journal of Integrative Agriculture, 22(1): 41–51.

研究团队简介

小麦基因资源挖掘与利用团队张学勇研究员课题组（右1），主要围绕小麦高产、高效、发育等重要性状，发展作物基因资源研究的理论与方法技术体系，克隆重要基因；小麦胚乳淀粉合成及其转录调控网络解析；研究品种的演变、育种及驯化过程中基因的流动，创造基因组学研究材料和育种材料。张学勇研究员先后主持国家“十三五”七大作物育种专项《主要农作物优异种质资源形成与演化规律研究》，973项目和其他国家自然基金等；获得了农业部科技进步二等奖（第四完成人），国家科技进步一等奖（集体奖，2003年），“全国农业科研杰出人才” （2011年）；庄巧生小麦研究贡献奖（2014年度）。在国际主流期刊Molecular Plant，Plant Physiology, Plant Biotechnology Journal发表多篇论文。

Journal of Integrative Agriculture (《农业科学学报》(英文), JIA) 由中华人民共和国农业农村部主管，中国农业科学院与中国农学会主办，中国农业科学院农业信息研究所承办。综合性英文学术期刊，月刊。创刊于2002年，现任主编为中国工程院院士、中国农业科学院副院长王汉中。JIA主要栏目有作物科学、园艺、植物保护、动物科学、动物医学、农业生态环境、食品科学、农业经济与管理等。刊稿类型有综述、研究论文、简报以及评述等。全部论文在Elsevier-ScienceDirect (SD) 平台OA出版。最新SCI影响因子4.384，位于SCI-JCR农业综合学科Q1区。中科院分区农林科学1区。2016年以来先后获得中国科协等部委 “提升计划”“登峰计划”“卓越计划”项目支持。

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