8月18日，山东大学生命科学学院刘树伟教授团队在国际知名学术期刊Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America在线发表题为“TaIAA25 negatively regulates wheat alkaline tolerance by inhibiting plasma membrane H⁺-ATPase activity”的研究论文。该研究首次定位到小麦碱敏感基因TaIAA25，并解析了TaIAA25通过调控质子泵活性影响小麦耐碱性的分子机制。山东大学生命科学学院刘树伟教授为论文通讯作者，博士生尹奉翔为论文第一作者。

研究团队通过对碱敏感小麦突变体was1 (wheat alkali sensitive 1)进行外显子测序分析和精细定位，证实WAS1位点编码Aux/IAA家族蛋白TaIAA25。TaIAA25编码区的一个C到T突变导致其编码蛋白的降解决定域发生变化，从而提升了TaIAA25的蛋白稳定性。过量表达TaIAA25显著降低了小麦的耐碱性，CRISPR/Cas9介导的基因敲除提升了小麦的耐碱能力。进一步研究发现TaIAA25通过抑制生长素响应蛋白TaARF16对TaSAUR215基因的转录激活来降低小麦质子泵外排质子的能力。此外，研究团队还发现TaIAA25可以通过直接与小麦质子泵互作来抑制其外排质子的能力，此发现揭示了Aux/IAA蛋白除了在细胞核内发挥转录抑制作用之外，还可能在细胞核外通过影响其他蛋白的功能来影响植物的耐碱性（图1）。本研究不仅首次发现了Aux/IAA蛋白在调控植物耐碱中的作用，还为改良作物耐盐碱能力提供了理论基础和基因靶点。

图1 TaIAA25通过抑制质子泵影响小麦耐碱性的作用机制

山东大学博士后崔铭翰、卫琳，硕士生刘佳宁以及已毕业硕士刘越、朱辰、周清共同参与了本研究工作。特别感谢山东大学生命科学学院夏光敏教授对本研究给予的大力支持和悉心指导。研究得到国家自然科学基金、国家重点研发计划、山东省重点研发计划、山东省自然科学基金以及微生物技术全国重点实验室校内联合项目对本研究的资助。

论文链接：https://www.pnas.org/doi/10.1073/pnas.2607117123