中国农大团队找到小麦抗旱”关键密码”,北方旱区种麦有新希望!

最近，中国农业大学孙其信院士团队传来了个大成果，他们第一次发现，一种叫 TaCEP15 的小分子蛋白质，能通过 “TabZIP9-TaCEP15-TaCEPRL-TaSnRK1α” 这套信号组合，控制小麦初生根的长度。更关键的是，把其中一个叫 TaCEPRL 的 “接收器” 去掉后，小麦扛干旱的能力明显变强了。这不仅摸清了小麦抗旱的分子小秘密，还为培育 “又耐旱、又不减产” 的小麦新品种找到了精准目标，给我国北方干旱地区的粮食安全添了新底气。

一、北方小麦老缺水，老办法育种不好使

我国小麦主要种在华北、西北这些半干旱地区，这些地方一年下雨也就 200 到 600 毫米，但小麦生长季需要 400 到 500 毫米的水，缺水成了制约产量的大难题。尤其小麦刚出苗的时候，要是遇上干旱，初生根就长不好、扎不深，就算后来下雨了，小麦也没法快速吸到水，最后只会分杈少、穗粒少，产量往下掉。

要解决 “耐旱又高产” 的矛盾，关键得找到控制小麦根系生长和抗旱能力的 “分子开关”。孙其信院士团队研究小麦遗传育种已经 30 多年，之前在小麦产量、抗逆基因研究上出了不少成果。这次为了破解抗旱难题，团队盯着 “初生根长度” 这个核心指标，也就是根越长扎越深，越能吸到地下水分，抗旱能力就越强。花了 6 年时间，终于锁定了以 TaCEP15 多肽为核心的这套信号调控组合。

二、TaCEP15 牵头的 “抗旱接力队”：四步搞定保水分

团队的研究，是从找小麦根系应对干旱的基因开始的。“我们把小麦幼苗分成两组，一组缺水干旱，一组正常浇水，对比两组根系里的基因变化。结果发现，干旱组里 TaCEP15 多肽的含量，是正常组的 3 倍多，而且这多肽越多，小麦的初生根就越长。” 团队博士生张悦解释。

进一步研究发现，TaCEP15 不是 “单打独斗”，而是和 TabZIP9、TaCEPRL、TaSnRK1α 三种蛋白质一起，组成了一条完整的 “信号链条”：

第一步：当小麦遇上干旱，一种叫 TabZIP9 的蛋白质会先 “醒过来”。它就像 “指挥官”，会找到 TaCEP15 基因的 “开关”，把开关打开，让 TaCEP15 多肽开始合成。

第二步：合成好的 TaCEP15 多肽，会从小麦根系细胞里 “跑出来”，像 “信使” 一样扩散到细胞膜附近，精准 “找到” 并结合到 TaCEPRL 上，这一步是信号传递的关键对接。

第三步：TaCEP15 一结合，TaCEPRL 的形状就变了，接着会激活细胞里一种叫 TaSnRK1α 的激酶。这一步完成了 “信号从细胞外传到细胞内” 的转换。

第四步：被激活的 TaSnRK1α，会通过一种化学作用，调控一系列和根系生长相关的基因，最后让初生根长得更长，根系吸水的面积变大。这一步是 “信号变成实际抗旱能力” 的最后环节。

“这套信号组合就像一套精密的‘抗旱控制系统’，每个部分都不能少，一环扣一环决定着小麦扛不扛旱。” 李保云教授打了个比方。这一发现，第一次完整揭开了小麦靠多肽信号调控抗旱性的分子机制，填补了这个领域的理论空白。

三、敲掉 “刹车” TaCEPRL，小麦更耐渴

为啥把 “接收器” TaCEPRL 去掉，小麦反而更耐渴?团队接着研究找到了答案。正常情况下，TaCEPRL会通过一种 “负反馈” 机制，抑制这套信号组合的活性，不让根系长得太疯。毕竟根长太多会消耗大量养分，平时没必要;可一旦遇上干旱，把 TaCEPRL 敲掉，这个 “刹车” 就没了，信号组合会一直保持活跃，初生根能拼命往下长，在缺水的环境里吸到更多地下水分。

从摸清分子机制到培育抗旱品种，从实验室里的突破到田地里的应用，孙其信院士团队的研究，实实在在说明了 “科技是保障粮食安全的根本办法”。接下来，随着这些抗旱新品种慢慢推广，未来我国北方干旱地区的小麦，会变得更 “耐渴”、更高产。