全球气候变化加剧了生物和非生物逆境的发生频率和严重程度，对作物高效可持续生产构成了严重威胁。培育兼具高产与抗逆性的小麦品种，对确保我国粮食安全和农业可持续发展尤为重要。尽管小麦生长-防御平衡是一种很普遍的现象，但其潜在的分子机制仍不清楚，极大的限制了小麦抗逆遗传改良。
近日，Plant Communications在线发表了来自西北农林科技大学农学院毛虎德教授课题组题为“Multifaceted roles of TaGW2 in wheat growth-defense trade-offs”的综述论文。该论文系统阐述了RING型E3泛素连接酶TaGW2的多功能特性及其在协调小麦籽粒产量与胁迫适应中的关键作用，为气候变化背景下提升小麦生产力提供了重要理论依据。
该论文系统梳理并整合了关于TaGW2基因的前沿研究成果，重点聚焦于三个具有创新性和影响力的方面：首先，明确了TaGW2作为小麦籽粒大小和重量负调控因子的保守功能，并阐述了TaGW2如何调控小麦对生物胁迫（如叶锈病、条锈病）和非生物胁迫（如干旱、盐胁迫）的响应机制。同时强调了CRISPR/Cas9介导的TaGW2基因编辑小麦可同时提高籽粒产量和锈病抗性。其次，重点揭示了TaGW2的“兼职”功能，即作为转录抑制因子能特异性结合靶基因启动子中保守的 5'-CTTCTT-3'/5'-AAGAAG-3' 基序。该特性是小麦TaGW2特有的，在其拟南芥同源蛋白DA2及水稻同源蛋白GW2中均未发现。最后，指出了未来TaGW2研究需关注的重要方面，包括其底物识别特异性、转录调控功能、泛素化与转录抑制功能之间转换的机制等。同时提出TaGW2可能参与籽粒大小调控之外的其他发育过程，如胚胎发育、根系发育等。该论文为探究籽粒产量与胁迫响应权衡的机制提供了新的视角。
DA2、OsGW2和TaGW2调控籽粒大小及胁迫响应的作用机制
西北农林科技大学康振生院士和毛虎德教授为论文通讯作者，博士后李淑敏为该论文第一作者。该研究得到了国家自然科学基金、中国博士后科学基金会博士后创新人才支持计划等项目的资助。
论文链接：https://doi.org/10.1016/j.xplc.2025.101573
编辑：郭超
终审：吴清华
