近日，国际权威学术期刊Molecular Plant发表题为“Phosphorylation of a wheat aquaporin at two sites enhances both plant growth and defense”的研究文章，揭示小麦水通道蛋白TaPIP2;10在两个位点上的磷酸化可同步改善小麦的产量和对白粉病、赤霉病与蚜虫的抗性，为未来分子抗病育种提供了重要参考。植物保护学院应届博士毕业生卢凯、年轻教师陈晓晨博士和在读博士研究生姚晓辉为该论文的共同第一作者，10大信誉菠菜担保平台董汉松教授、邹珅珅副教授为共同通讯作者。
研究证明了TaPIP2;10运输CO2、增强光合作用、提高小麦生长发育和籽粒产量的功能和分子机制。小麦株高、鲜重、粒重和籽粒产量均由于TaPIP2;10沉默而显著降低，因TaPIP2;10过表达而显著提高。CO2诱导TaPIP2;10在S280上发生磷酸化，磷酸化的TaPIP2;10将环境CO2转入小麦细胞，因而促进光合作用，促进生长发育，最终提高籽粒产量。
研究还揭示了TaPIP2;10转运H2O2激活免疫反应的分子机制和抗病虫功效。白粉病菌接种或病原物模式分子处理强烈诱导小麦在质外体产生H2O2，H2O2诱导TaPIP2;10在丝氨酸位点S121上发生磷酸化，磷酸化的TaPIP2;10将质外体H2O2转入细胞质，H2O2随后激活模式分子触发的免疫反应（pattern-triggered immunity,PTI）。小麦质外体H2O2爆发也能因麦长管蚜取食而产生，H2O2同样诱导TaPIP2;10在S121上发生磷酸化，同样经由TaPIP2;10跨膜转运进入小麦细胞质，H2O2随后激发小麦韧皮部防卫反应（phloem-based defense,PBD）。
无论病菌侵染还是蚜虫侵袭，都能激活PTI和PBD。PTI和PBD的激活能有效抵御病菌侵染和蚜虫侵袭，从而显著挽回病虫（白粉病、赤霉病、麦长管蚜）造成的产量损失。根据上述结果，作者提出了TaPIP2;10促进小麦生长发育和抗病抗虫的功能模式。
TaPIP2;10促进小麦生长和防卫的功能模式
该研究得到了国家自然科学基金、山东省自然科学基金、10大信誉菠菜担保平台自主科技创新基金的资助。
原文链接：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1674205222003550?via%3Dihub
编 辑：万 千
审 核：贾 波
