小麦TaFAR5-TaFAR3调控模块介导角质层蜡质合成与抗旱性的分子机制解析

研究人员通过全基因组关联分析(GWAS)揭示小麦叶片角质层蜡质积累差异的关键基因TaFAR5，发现其启动子区变异通过影响转录因子(TaLBD16/TaERF12等)结合活性调控表达，编码区变异则促进TaFAR5与TaFAR3互作增强初级醇合成。该研究阐明了蜡质合成的自然变异机制，为小麦抗旱育种提供新靶点。

　　

植物角质层蜡质如同天然防护盾牌，能有效抵御干旱等环境胁迫。这项研究从小麦苗期蜡质成分的全基因组关联分析(GWAS)入手，锁定关键基因TaFAR5——编码脂肪酸-CoA还原酶(FAR)。有趣的是，TaFAR5启动子区的自然变异像精密调音器，通过改变与TaWRKY2、TaNAC6等转录因子的结合强度来调控基因表达；而其编码区变异则引发氨基酸替换，促使TaFAR5与TaFAR3蛋白亲密握手，大幅提升角质层初级醇的合成效率。

基因编辑实验显示，敲除TaFAR5或TaFAR3会削弱小麦抗旱能力，而过表达这两个基因则让植株变身节水达人，显著减少水分流失。更令人振奋的是，优势TaFAR5等位基因在干旱地区四倍体小麦中广泛分布，但在六倍体材料中却像隐藏彩蛋般罕见。这项研究不仅揭开了小麦"蜡质盔甲"合成的分子密码，更为培育抗旱小麦品种提供了黄金靶点。