小麦热响应VQ基因的系统鉴定及TaVQ27-5A-TaWRKY51L-3A模块耐热调控机制研究

本研究首次系统鉴定了小麦中37个热响应VQ基因（HSR-TaVQs），并揭示了TaVQ27-5A通过抑制TaWRKY51L-3A对TaNOX-3A/B/D的转录激活，调控ROS稳态以增强小麦耐热性的分子机制，为培育耐热小麦品种提供了关键靶点（VQ-WRKY模块）。

　　

Highlight

本研究通过生物信息学分析在小麦中鉴定出37个热响应VQ基因（HSR-TaVQs），其中TaVQ27-5A被证实通过正调控耐热性发挥关键作用。

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植物材料与处理

实验选用普通小麦（中国春）进行表达模式分析和病毒诱导基因沉默（BSMV-VIGS）。幼苗在42℃热处理后，分别于0、1、3、6、9小时取样。拟南芥（Columbia 0）和本氏烟草在25℃/16小时光照条件下培养。

HSR-TaVQs的鉴定与生物信息学分析

基于小麦组学数据库（WheatOmics 1.0）的RNA-seq数据，筛选出37个在热胁迫下显著差异表达的VQ基因（图S1和表S2），其详细信息见表S3。

TaVQ27-5A-TaWRKY51L-3A模块的功能解析

酵母双杂交（Y2H）、双分子荧光互补（BiFC）和荧光素酶互补（LCA）实验证实TaVQ27-5A与TaWRKY51L-3A互作。过表达TaWRKY51L-3A会降低拟南芥耐热性，而沉默该基因可增强小麦耐热性。进一步通过酵母单杂交（Y1H）和双荧光素酶报告系统发现，TaWRKY51L-3A直接激活TaNOX-3A/B/D的表达，而TaVQ27-5A能抑制这一激活作用。

Conclusion

研究首次揭示小麦VQ蛋白通过WRKY转录因子调控热应激反应的分子通路，为作物耐热遗传改良提供了新策略。