衰老是植物在长期进化和自然选择过程中形成的一种不可避免的生物学现象，也是植物生命科学研究的核心问题之一。叶片衰老是叶片发育的最终阶段，是程序性细胞死亡（PCD）的一种表现形式。衰老过程中叶片同化能力丧失，直接影响禾谷类作物的同化物积累和最终产量，深入研究植物衰老机制具有重要的理论和经济意义。近日，澳大利亚莫道克大学马武军教授团队在The Crop Journal在线发表了题为 “Wheat leaf senescence and its regulatory gene network”的综述文章，以小麦为例，系统总结了叶片衰老的影响因素、叶片衰老与氮素利用效率（NUE）的关系、叶片衰老相关基因及其调控网络等的研究进展。作者首先探讨了小麦叶片衰老与籽粒蛋白质含量、产量及NUE之间的相互关系。例如，小麦NAM-B1基因参与氮的转运和籽粒的灌浆效率，与小麦叶片的早衰有关，而此类基因的等位变异类型也会影响谷物蛋白质含量和NUE等。其次，阐述了植物生长素、乙烯、脱落酸（ABA）、细胞分裂素（CK）、赤霉素（GA）、水杨酸（SA）、油菜素内酯（BRs）和茉莉酸（JA）等植物激素如何通过整合环境信号和生长发育过程来调控叶片衰老过程。最后，重点介绍了NAC和WRKY两类转录因子参与叶片衰老过程的分子机制及其调控网络，列举了小麦TaWRKY42-B、TaWRKY7等基因的不同调控模式，并绘制了低氮（图1）和高氮（图2）两种氮素水平下TaNAC-S基因参与调控小麦叶片衰老的分子调控网络。通过分析氮素代谢与衰老相关基因网络之间的关系，基于现有的小麦衰老相关转录组和基因调控网络数据，作者还展望了小麦氮高效品种的育种前景。
图1 低氮胁迫下NAC-S基因参与调控叶片衰老的分子网络模式
图2 高氮条件下NAC-S基因参与调控叶片衰老的分子网络模式
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