小麦是全球最重要的口粮作物之一，彩色小麦因富含花青素等功能性成分而备受关注。色氨酸脱羧酶（TDC）是催化色氨酸转化为色胺的关键酶，参与生长素、血清素和褪黑素等代谢途径。然而，TDC如何影响小麦籽粒颜色与种子萌发，其分子机制尚不明确。
实验室王际睿教授团队通过对来自易变山羊草的 AevTDC 基因在小麦中进行过表达，发现转基因籽粒呈现明显的红色，且萌发速度显著快于野生型，相关研究结果以题为“Overexpression of TRYPTOPHAN DECARBOXYLASE from Aegilops variabilis enhances flavonoid biosynthesis and germination in wheat”发表在国际知名期刊Plant Physiology上。研究团队首先通过比较转录组学发现，AevTDC 过表达激活了苯丙烷代谢通路，并筛选到一个与黄酮合成高度相关的R2R3-MYB转录因子TaMYB310。进一步通过酵母单杂交、双荧光素酶报告系统、凝胶迁移阻滞实验等多重手段，证实TaMYB310可直接结合 TaCHS 和 TaFLS 启动子中的MBS元件，激活黄酮类化合物合成，导致籽粒变红。代谢组分析显示转基因籽粒中血清素含量显著上升，血清素处理实验证实其可诱导 TaMYB310 表达。此外，研究还发现 AevTDC 过表达抑制ABA信号转导通路（下调 TaVP1、TaABI5 等关键基因），降低种子对ABA的敏感性，从而加速萌发。
以上研究首次揭示了 AevTDC 通过“血清素–TaMYB310–黄酮合成”轴调控小麦籽粒颜色，同时通过干扰ABA信号转导促进种子萌发的双重功能。该工作不仅阐明了TDC在小麦中一因多效的分子基础，也为小麦功能型育种和抗穗发芽育种提供了新基因与理论依据。
论文链接：https://academic.oup.com/plphys/advance-article/doi/10.1093/plphys/kiag041/8443515?login=true
