近日，Plant Physiology杂志在线发表了美国俄克拉荷马州立大学严六零课题组题为“The E3 ligase TaE3V-B1 ubiquitinates proteins encoded by the vernalization gene TaVRN1 and regulates developmental processes in wheat”的研究论文。该研究发现E3泛素连接酶TaE3V-B1通过泛素化调控春化基因编码蛋白TaVRN1，从而影响小麦发育进程的新机制。
该课题组之前通过酵母双杂交技术筛选出多个与TaVRN1相互作用的蛋白质，其中包括一个C3H2C3环指类型的E3泛素连接酶，命名为TaE3V1。TaE3V1具有跨膜结构域，定位于细胞膜上，与主要定位于细胞核内的TaVRN1在细胞膜上具有共定位信号。进一步的互作分析表明，全长的TaE3V1与TaVRN1相互作用较弱，但去除N端跨膜区的截短型TaE3V1-C与TaVRN1的相互作用显著增强，这说明TaE3V1的胞内域是其与TaVRN1互作的关键部分。研究还发现，TaE3V1能将TaVRN1作为底物进行泛素化，进而影响TaVRN1的蛋白稳定性。
遗传研究表明TaE3V-B1基因存在两个等位基因：TaE3V-B1a和TaE3V-B1b。TaE3V-B1a源自半冬性小麦品种Jagger，其基因突变导致关键氨基酸改变和蛋白质提前终止，失去了E3泛素连接酶的活性和与TaVRN1的互作能力。相比之下，功能性的TaE3V-B1b等位基因存在于冬性小麦品种2174且具有正常活性，在常温下随着小麦发育进程其蛋白水平逐渐降低，而在低温春化条件下其表达量不变。通过对TaE3V1基因进行基因编辑，获得了不同类型的TaE3V1突变体，并发现敲除该基因可以加速小麦的发育进程，使成熟期显著提前（图1）。因此，TaE3V1有望应用于调节小麦的发育进程，以期应对气候变暖对小麦的影响。
中国农科院作科所的李甜副研究员（曾在俄克拉荷马州立大学做访问学者）、博士生刘淑娟以及美国俄克拉荷马州立大学的Ragupathi Nagarajan为论文的共同第一作者，严六零教授为通讯作者。中国农科院作科所的曹双河研究员和南京农业大学的贾海燕教授也参与了本研究工作。
