12月8日，中國農業(yè)科學院作物科學研究所特色農作物優(yōu)異種質資源發(fā)掘與創(chuàng)新利用團隊鑒定到催化苦蕎蘆丁水解的關鍵酶FtGH1，并解析了該糖基水解酶參與苦蕎蘆丁水解的調控機制，為苦蕎品質改良提供了新的理論基礎。相關研究成果發(fā)表在《植物生物技術雜志（Plant Biotechnology Journal）》上。
苦蕎營養(yǎng)全面且均衡，尤其富含黃酮類物質蘆丁等活性成分，是三高人群、心腦血管疾病及多種慢性病患者的重要健康食品。蘆丁含量是蕎麥重要的品質性狀，也與苦蕎的環(huán)境適應性密切相關。然而，蘆丁不穩(wěn)定、易水解為苦味物質槲皮素，嚴重影響了苦蕎的品味和口感。因此，鑒定催化蘆丁水解的關鍵酶，解析其調控機制，對優(yōu)質苦蕎育種具有重要意義。
研究團隊首先利用苦蕎核心種質資源的全基因組變異圖譜，對種植于5個不同海拔的苦蕎核心種質資源的蘆丁和槲皮素含量進行了全基因組關聯(lián)分析，鑒定到一個糖基水解酶編碼基因FtGH1。體內外酶活檢測證明FtGH1可催化蘆丁水解為槲皮素。實驗分析發(fā)現，一個轉錄因子編碼基因FtbHLH165與FtGH1表達負相關。且FtbHLH165對高蘆丁基因型苦蕎種質資源中的FtGH1啟動子具有更強的結合能力，作為轉錄抑制因子負調控FtGH1的表達，抑制蘆丁水解為槲皮素，促進蘆丁的積累。進一步研究發(fā)現，FtbHLH165轉錄因子對種子粒長和蕎麥重要病害立枯病的抗性均起正調控作用，是調控苦蕎產量和品質平衡的關鍵基因，為今后高產優(yōu)質抗病苦蕎品種的選育提供了重要基因資源。
作科所博士生賴弟利、副研究員張凱旋、助理研究員何毓琦、已畢業(yè)博士生范昱、博士生李偉、石亞亮、高元芬和博士后黃旭為論文共同第一作者。周美亮研究員為論文的通訊作者。該研究得到了國家自然科學基金和中國農科院青年創(chuàng)新專項等項目的資助。
文章鏈接： https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/pbi.14259
日期：2023-12-18
苦蕎營養(yǎng)全面且均衡，尤其富含黃酮類物質蘆丁等活性成分，是三高人群、心腦血管疾病及多種慢性病患者的重要健康食品。蘆丁含量是蕎麥重要的品質性狀，也與苦蕎的環(huán)境適應性密切相關。然而，蘆丁不穩(wěn)定、易水解為苦味物質槲皮素，嚴重影響了苦蕎的品味和口感。因此，鑒定催化蘆丁水解的關鍵酶，解析其調控機制，對優(yōu)質苦蕎育種具有重要意義。
研究團隊首先利用苦蕎核心種質資源的全基因組變異圖譜，對種植于5個不同海拔的苦蕎核心種質資源的蘆丁和槲皮素含量進行了全基因組關聯(lián)分析，鑒定到一個糖基水解酶編碼基因FtGH1。體內外酶活檢測證明FtGH1可催化蘆丁水解為槲皮素。實驗分析發(fā)現，一個轉錄因子編碼基因FtbHLH165與FtGH1表達負相關。且FtbHLH165對高蘆丁基因型苦蕎種質資源中的FtGH1啟動子具有更強的結合能力，作為轉錄抑制因子負調控FtGH1的表達，抑制蘆丁水解為槲皮素，促進蘆丁的積累。進一步研究發(fā)現，FtbHLH165轉錄因子對種子粒長和蕎麥重要病害立枯病的抗性均起正調控作用，是調控苦蕎產量和品質平衡的關鍵基因，為今后高產優(yōu)質抗病苦蕎品種的選育提供了重要基因資源。
作科所博士生賴弟利、副研究員張凱旋、助理研究員何毓琦、已畢業(yè)博士生范昱、博士生李偉、石亞亮、高元芬和博士后黃旭為論文共同第一作者。周美亮研究員為論文的通訊作者。該研究得到了國家自然科學基金和中國農科院青年創(chuàng)新專項等項目的資助。
文章鏈接： https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/pbi.14259
日期：2023-12-18
