如何研究小麥抗性候選基因的功能（科學家揭示糖基化和磷酸化修飾介導小麥開花的新機制）

2023-05-30 10:00:30

冬小麥開花需要長時間環境低溫的誘導，該過程稱之為春化作用。不同冬小麥品種的春化特性及其與冬春季氣溫適應程度會直接影響其產量。到目前為止，許多春化相關基因VRNs相繼被克隆和研究，但人們對春化時間的衡量以及春化感知機制並不十分清楚，影響了冬小麥分子育種的開展。氧-乙醯氨基葡萄糖（O-GlcNAc）修飾以及磷酸化修飾調控了植物體內許多重要的生理過程。但因為O-GlcNAc修飾和磷酸化修飾靶蛋白的絲氨酸和蘇氨酸之間存在共存和競爭的動態調控關係，以及細胞中活躍的氧連糖基化特性提高了化學鑑定難度，導致人們對二者調控春化作用的機制仍不清楚。

中國科學院植物研究所種康研究組利用蛋白質糖基化和磷酸化修飾組學和分子生物學策略，揭示了O-GlcNAc修飾和磷酸化修飾動態調控春化作用介導小麥開花的機制。研究人員利用抑制劑處理發現，改變O-GlcNAc信號能夠顯著影響春化關鍵基因的轉錄表達並促進小麥開花，在一定程度上能夠部分取代春化作用。通過生物學方法和化學方法的有機結合，研究人員進一步分離並富集到參與春化作用的O-GlcNAc修飾和磷酸化修飾蛋白譜，發現TaFBA、TaGAPD、TaGRP 2等多個同時具有O-GlcNAc修飾和磷酸化修飾的蛋白，並利用生物化學和遺傳學的手段驗證這2種修飾在春化過程中的重要作用。

該研究揭示了O-GlcNAc修飾和磷酸化修飾互作模式調控小麥春化作用的分子機制，為冬小麥春化育種提供新的思路。

該成果於5月6日在線發表於國際學術期刊Plant Physiology。種康研究組博士後許淑娟為論文第一作者，種康為通訊作者。該研究得到科技部國家重點研發計劃項目和中國博士後科學基金的資助。