该研究由中国农业科学院作物科学研究所的刘鲁祥研究组完成。小麦生产对全球粮食安全至关重要，不断提高粮食产量对于满足不断增长的人口的营养需求至关重要。籽粒大小与籽粒重量呈正相关，而旗叶是籽粒发育光合产物的主要来源，因此籽粒和旗叶的形态是决定小麦最终产量潜力的因素。鉴定与籽粒和旗叶形态有关的基因是精准育种和高产小麦栽培的重要步骤。刘鲁祥研究组的周春云、熊红春和他们的同事通过图位克隆从圆粒1(rg1)小麦突变体中鉴定出一个影响籽粒大小和旗叶形态的含有von Willebrand因子A型(vWA)-/Vwaint结构域的蛋白质，并揭示了突变体表型变异的分子机制。

研究小组从冬小麦品种中麦175背景中，筛选出1个导致旗叶和株高缩短的圆粒( rg1 )突变体，并将rg1基因精细定位于7D染色体上163kb的物理区间。基因测序分析表明，编码含有vWA和Vwaint结构域的蛋白质的Traes7D02G010200是RG1的候选基因。来自京411和农大5181背景的7个圆粒/短旗叶突变体中的错义突变支持Traes7D02G010200是导致谷粒大小和旗叶形态改变的致病基因。进一步的蛋白质结构建模表明，位于蛋白质折叠关键位点的氨基酸替换，特别是在高度保守的Vwaint结构域，导致了圆粒/短旗叶的表型。进一步分析蛋白质相互作用和激素含量表明，RG1 可能通过与异戊二烯合成蛋白 MCT 相互作用来调节 GA 和 ABA 水平，这可能导致谷粒尺寸和旗叶长度减小。此外，还使用自然变异种群来识别与不同谷粒尺寸相关性状相关的单倍型。

本研究揭示了vWA结构域在调控小麦籽粒大小和旗叶形态中的作用，为小麦及潜在其他谷类作物提高籽粒大小和重量提供了理论基础和包括RG1单倍型在内的遗传资源。