这项研究由北京大学现代农业研究所国家小麦改良重点实验室陈世生研究组报告。植物结构对植物的发育和生产力有重大影响，因此已在各种植物物种中进行了广泛的研究。然而，对小麦植物结构调控基因和分子机制的研究仍然有限。最近组装的参考基因组序列和产生的突变种群为研究人员提供了必要的资源来识别参与调控小麦植物结构的基因。陈世生研究组的白胜生、王桂平和他们的同事旨在识别负责调控小麦结构的基因。
研究团队利用图位克隆技术鉴定出TaAPA2基因，发现该基因编码一种具有vWA 和 Vwaint 结构域的新型蛋白质。随后，他们利用三种方法证明了该基因在调节小麦多种结构特征方面的关键作用：20 个独立的 EMS 突变体、CRISPR/Cas9 介导的基因编辑和稳定的转基因补充。作者提供的证据表明，TaAPA2中的半显性 EMS 突变可能通过显性负效应起作用，并验证了野生型 TaAPA2 NC4与突变蛋白之间的相互作用以及 TaAPA2 NC4的自身相互作用。此外，研究团队还发现 TaAPA2 与 TaCCDC115 相互作用，TaCCDC115 是一种参与液泡型 H+-ATPase (V-ATPase) 组装的蛋白质。普通小麦品种 Fielder 中 TaCCDC115 的敲除突变体表现出明显的生长迟缓。观察到 TaCCDC115 与 V-ATPase 亚基 TaVHA-c 之间的相互作用会干扰本氏烟叶中 TaAPA2 与 TaCCDC115 之间的结合。
“克隆出 TaAPA2后，我们现在准备深入研究其分子机制。TaAPA2具有巨大的潜力，可以增强我们对含有 vWA 结构域的蛋白质及其在塑造小麦植物结构中的作用的理解，”陈说。
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