2024年11月5日，中国农业科学院作物科学研究所作物转基因及基因编辑技术与应用创新团队揭示了转录因子TaWRKY24调控小麦抗茎基腐病的分子机制，为解析小麦抗病分子机制及抗病育种提供了新的理论基础。相关研究成果发表在《植物杂志（The Plant Journal》上。
小麦茎基腐病是我国小麦生产上的新发、突发植物疫情，严重影响我国小麦产业稳健发展。色氨酸代谢通路中的褪黑素和吲哚乙醛是调控小麦抗茎基腐病的重要植物激素。然而，关于这两类化合物在小麦抗茎基腐病中的调控机制以及功能研究报道甚少。
通过实验分析发现，小麦转录因子TaWRKY24在小麦感染茎基腐病过程中的动态变化与吲哚乙醛和褪黑素的合成以及该合成途径中关键酶的动态变化呈显著正相关，该转录因子能够激活褪黑素合成途径限速关键酶基因的表达并维持其在茎基腐病原菌胁迫条件下的酶活性，从而使基因沉默小麦植株在胁迫条件下拥有高水平的吲哚类化合物，进而提升小麦的抗病能力。进一步研究发现，该转录因子同时能够抑制生长素合成途径中的关键酶基因的表达，使得小麦中的吲哚乙醛含量升高,从而赋予小麦较强的抗病性。
该研究拓展了对植物TaWRKY24转录因子功能的认知，还从分子水平上深入解析了小麦色氨酸代谢通路的免疫调控网络，为小麦抗茎基腐病分子机制和小麦抗病品种的改良提供了理论基础。
作科所博士生徐幸、助理研究员于太飞、博士生魏霁桐，山西农科院马小飞研究员、河北农科院刘永伟研究员为论文的共同第一作者，徐兆师研究员和马有志研究员为论文的共同通讯作者。李立会研究员为该研究提供了抗茎基腐病小麦创新资源“普冰资300”，并做了重要指导。该研究得到农业生物育种项目、中国农业科学院科技创新工程、国家种子实验室等项目的资助。
原文链接：http://doi.org/10.1111/tpj.17079
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