小麦是全球分布最广泛的粮食作物，世界上约有35%的人口以小麦为主食。近年来，全球多个地区频繁遭遇极端天气，导致部分小麦主产国的小麦产量受损、质量下降，这直接关系到国家粮食安全。根系负责作物水分和养分的获取，对作物环境适应性以及维持作物在极端条件下的产量至关重要。因此，鉴定更多调节小麦根系生长发育的基因并阐明其潜在机制，对于保证小麦在不同环境下的稳产至关重要。
2023年9月4日，Journal of Genetics and Genomics在线发表中国农业大学小麦研究中心题为“TaANR1-TaMADS25 module regulates lignin biosynthesis and root development in wheat (Triticum aestivum L.)”的研究论文。该研究揭示了TaANR1-TaMADS25协同调控小麦木质素合成和根系发育的分子机制，并且证明了TaANR1-TaMADS25模块可以确保小麦在不同环境下均能获得良好的田间表现，为小麦环境适应性育种提供了新思路。
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在模式植物中，MADS-box转录因子家族中的AGL17亚家族已经被证明在调控根系发育中发挥重要作用。TaANR1是小麦中的一个增产基因，但是它对小麦根系发育的调控以及它如何促进小麦增产的机制并不清楚。该研究中，作者鉴定到TaANR1的一个互作蛋白TaMADS25。TaMADS25基因的敲除显著影响小麦主根生长，并且降低小麦对氮素营养的吸收和抗旱性。进一步研究表明，TaANR1和TaMAD25可以协同调控木质素合成相关基因的表达及小麦根系中木质素的积累。该研究不仅揭示了小麦根系发育的调控机制，而且为提高小麦氮素利用效率和抗旱性提供了新的基因资源。
TaANR1-TaMADS25协同调控小麦木质素合成和根系发育的工作模型
综上所述，发现TaANR1-TaMADS25调控根系发育模块不仅加深了我们对小麦根系发育机制的理解，而且揭示了MADS-box成员之间的相互作用在调节小麦根系发育中的意义。
作者简介
中国农业大学小麦研究中心博士生徐伟亚和博士后陈永明为该论文共同第一作者，邢界文副教授为通讯作者，小麦研究中心尤明山教授、倪中福教授、彭惠茹教授等对该工作进行了指导和帮助。相关工作得到国家自然科学基金资助。
引用本文
Weiya Xu, Yongming Chen, Bin Liu, Qiuyuan Li, Yilan Zhou, Xuanshuang Li, Weilong Guo, Zhaorong Hu, Zhenshan Liu, Mingming Xin, Yingyin Yao, Mingshan You, Huiru Peng, Zhongfu Ni, Jiewen Xing. (2023). TaANR1-TaMADS25 module regulates lignin biosynthesis and root development in wheat (Triticum aestivum L.). Journal of Genetics and Genomics.
DOI：10.1016/j.jgg.2023.08.011
本文来源：JGG遗传学报
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