近日，新疆维吾尔自治区农业科学院作物所小麦生物育种与遗传创新团队联合西北农林科技大学生命科学学院/作物抗逆与高效生产全国重点实验室陈坤明教授团队，在国际知名学术期刊《Journal of Agricultural and Food Chemistry》（IF=6.2/Q1）发表了题为“Suppression of the Transcription Factor TaDOF7.6 EnhancesPhotosynthesis and Energy Metabolism to Boost Wheat Yield”的论文，该论文报道了沉默/敲除TaDOF7.6基因调控小麦粒重进而增加产量，为小麦高产育种提供了新视角。

小麦作为全球主要粮食作物，提供人类20%的热量和蛋白质，提高小麦产量是保障粮食安全的关键育种目标。籽粒重量是影响产量的关键因素，受多种转录因子和蛋白质的协同调控。本研究首次报道了TaDOF7.6的“刹车”作用：RNAi干扰和CRISPR技术敲除转录因子TaDOF7.6，显著增强小麦光合作用与能量代谢，导致千粒重增加，小麦产量提升。

本文聚焦小麦DOF家族转录因子TaDOF7.6，发现其定位于细胞核且具有转录激活活性。通过RNAi沉默和CRISPR敲除该基因后，小麦植株株高、穗长、籽粒重量显著增加，籽粒灌浆能力和光合速率更强。研究发现，TaDOF7.6可靶向结合光合作用和能量代谢相关的三个关键基因TaPPDK1-1A.1、TaPEPC3B和TaIDH6B的启动子，从而抑制TaPPDK1-1A.1的同时激活TaPEPC3B和TaIDH6B的表达。沉默或敲除TaDOF7.6能显著促进光合作用和能量代谢相关途径，影响了TCA循环、糖酵解途径以及氨基酸代谢之间原本的平衡状态，为小麦籽粒的充实和发育提供了充足的能量和物质保障。TaDOF7.6可作为关键分子标记辅助育种，也可将TaDOF7.6基因编辑小麦与优良性状品种杂交，加速培育突破性品种，筛选小麦高产材料。

图1：小麦中TaDOF7.6介导的植物生长调控和籽粒发育的模型示意图

新疆维吾尔自治区农业科学院作物所小麦生物育种与遗传创新团队新进博士张鹏鹏和西北农林科技大学已毕业硕士生高山为本文的共同第一作者；西北农林科技大学生命科学学院陈坤明教授、西北农林科技大学生命科学学院刘文婷副教授为论文的共同通讯作者。新疆维吾尔自治区农业科学院作物所所长、小麦生物育种与遗传创新团队首席张跃强研究员给予了该论文指导。该研究得到了陕西省自然科学面上基金项目（2024JC-YBMS-148）、高校科学基金（2452023069）、新疆农业科学院农业科技创新稳定支持专项（xjnkywdzc-2024001-01）和陕西省自然科学重点项目（2019JZ-09）的资助。

文章链接：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.jafc.5c03339