收获前的降雨或湿热天气往往会导致小麦穗发芽（pre-harvest sprouting, PHS）。穗发芽严重降低小麦产量、品质以及种子活力。种子休眠性弱是穗发芽发生的根本原因。鉴定小麦种子休眠相关的基因，有助于深入解析种子休眠的分子调控机制，同时为改良小麦穗发芽抗性提供基因资源。P型质膜H+-ATP酶（HAs）是植物生长、发育和抵御逆境的核心因子，但其在小麦种子休眠和萌发中的作用尚不清楚。

近期，安徽农业大学农业农村部小麦生物学与遗传改良重点实验室马传喜教授课题组完成的题为“Identification of P-type plasma membrane H⁺-ATPases in common wheat and characterization of TaHA7 associated with seed dormancy and germination”的研究在Journal of Integrative Agriculture (《农业科学学报》(英文)，JIA) 2024年7期正式发表。 

该研究利用生物信息学方法在小麦中共鉴定了28个TaHAs。综合转录组和公共表达数据库分析结果，共筛选出6个候选基因可能参与调控小麦种子休眠。其中，TaHA7的相对表达量随着种子萌发而显著升高，推测TaHA7可能调控小麦种子的萌发。在强休眠和弱休眠小麦品种中克隆了TaHA7基因全长，并基于编码区序列变异开发了CAPS标记。利用2个自然群体共同验证了该基因序列变异与种子休眠和萌发表型显著相关。进一步利用小麦EMS突变体以及转基因拟南芥株系验证了TaHA7的2种等位变异对种子休眠和萌发的作用。此外，通过测定小麦EMS突变体和转基因拟南芥种子中H⁺-ATP酶的活性以及TaHA7拟南芥同源基因突变体和回补株系中GA和ABA信号通路中关键基因的相对表达量，推测TaHA7很可能通过影响H⁺-ATP酶的活性以及GA和ABA的合成、代谢以及信号转导途径，最终调控小麦种子休眠和萌发。研究结果为深入解析TaHAs基因调控小麦种子休眠和萌发的功能及分子调控网络奠定了重要基础，同时为小麦抗穗发芽分子设计育种提供了新的基因资源。

安徽农业大学农业农村部小麦生物学与遗传改良重点实验室张海萍教授和常成教授为该文章通讯作者，硕士研究生江丙莉和博士研究生高威为该文章第一作者。该研究得到了国家自然科学基金（联合基金项目，U20A2033）和安徽省高校协同创新项目（GXXT-2021-058）的资助。

论文链接：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2095311923002460

Cite the article:Bingli Jiang, Wei Gao, Yating Jiang, Shengnan Yan, Jiajia Cao, Litian Zhang, Yue Zhang, Jie Lu, Chuanxi Ma, Cheng Chang, Haiping Zhang. 2024. Identification of P-type plasma membrane H⁺-ATPases in common wheat and characterization of TaHA7 associated with seed dormancy and germination. Journal of Integrative Agriculture, 23(7): 2164-2177.

Journal of Integrative Agriculture (《农业科学学报》(英文), JIA) 由中华人民共和国农业农村部主管，中国农业科学院与中国农学会主办，中国农业科学院农业信息研究所承办。综合性英文学术期刊，月刊。创刊于2002年，现任主编为中国科学院院士陈化兰。JIA主要栏目有作物科学、园艺、植物保护、动物科学、动物医学、农业生态环境、食品科学、农业经济与管理等。刊稿类型有综述、研究论文、简报以及评述等。全部论文在Elsevier-ScienceDirect (SD) 平台OA出版。最新SCI影响因子4.6，位于SCI-JCR农业综合学科Q1区。中国科学院分区农林科学1区。2016年以来先后获得中国科协等部委 “提升计划”“登峰计划”“卓越计划”项目支持。