20世纪60年代绿色革命期间，利用Rht-B1b和Rht-D1b半矮化等位基因，降低小麦株高，产生半矮化表型，提高了小麦抗倒伏能力和收获指数，从而实现了小麦的增产。然而，稳定的Rht-B1b蛋白如何被激活或调控实现降低小麦株高的分子基础仍然未知。
科研人员筛选到一个矮秆、叶片直立生长的小麦突变体，通过对该突变体的分析，克隆到功能获得性GSK3等位基因；该突变体表现出对植物激素油菜素内酯不敏感表型，表明GSK3参与调控小麦油菜素内酯信号转导途径。进一步研究发现GSK3激酶可以与小麦绿色革命蛋白Rht-B1b相互作用并介导蛋白磷酸化，进而降低小麦株高。该研究是小麦绿色革命分子基础研究领域的一个重要进展，揭示了Rht-B1b蛋白磷酸化调控的分子机制：Rht-B1b蛋白不仅需要逃避赤霉素诱导的蛋白降解，还需要GSK3介导的磷酸化来增强其活性和稳定性，才能发挥其降低小麦株高的生物学功能。该研究为小麦株型遗传改良提供了理论基础和新思路。
该研究得到国家自然科学基金、中国农业科学院科技创新工程等项目的支持。
原文链接：https://doi.org/10.1093/plcell/koad090
2023年4月7日
来源：中国农业科学院作物科学研究所
