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      作科所成功解析小麦面粉颜色遗传调控分子机制

      2016-12-01 10:05 | 作者: 翟胜男 | 标签: 小麦 面粉颜色

      日前,从中国农业科学院作物科学研究所获悉,小麦亲本创制与新品种选育创新团队通过对小麦籽?;粕睾铣赏揪兜难芯?,揭示了八氢番茄红素合酶1基因(Psy1)调控面粉颜色的分子机制。相关研究成果于10月21日发表在《BMC植物生物学(BMC Plant Biology)》杂志上。

      随着生活水平的提高,消费者对面粉及面制品的品质提出更高要求,面粉颜色性状已成为小麦品质评价及遗传改良的重要内容。类胡萝卜素是其小麦籽粒中黄色素的主要组分,也是影响面粉颜色的主要因素。创新团队前期研究表明,八氢番茄红素合酶1(PSY1)是类胡萝卜素合成途径的关键酶,小麦八氢番茄红素合成基因Psy1是影响面粉颜色的主效基因。然而,Psy1调控面粉颜色形成的分子机制却少有报道。

      研究人员利用RNA干扰(RNAi)、转录组测序(RNA-Seq)及定向诱导基因组局部突变(TILLING)相结合的试验策略,对Psy1调控面粉颜色的分子机制进行探索。RNAi转基因植株籽粒Psy1表达降低54%–76%,黄色素含量下降26%–35%,证明Psy1对小麦籽?;粕睾铣删哂兄匾跋?。次级代谢途径和核心代谢途径上的45个候选基因构成复杂的调控网络,协同响应Psy1表达下调。天冬氨酸富集区(DXXXD)是PSY1重要功能结构域,其附近保守核苷酸通过调控基因表达、酶活性及选择性剪接等方式影响黄色素合成?;ê?4天是小麦籽粒Psy1表达调控的关键时期。该研究成果对小麦品质改良具有重要意义。

      小麦亲本创制与新品种选育创新团队从2003年开始,就将面粉色泽作为品质研究的重点内容,从表型评价技术、基因定位与克隆、基因特异性标记发掘和验证、新品种培育等方面开展系统研究,先后在理论与应用遗传学(TAG)、分子育种(Mol Breeding)等期刊发表系列论文20篇,发掘的分子标记在10多个国家广泛应用。

      作科所翟胜男(博士研究生)为本论文第一作者,夏先春研究员和何中虎研究员为共同通讯作者。本研究得到转基因专项、国家自然科学基金、北京市重大科技专项等资助。

      论文链接: bmcplantbiol.biomedcentral.com/articles/10.1186/s12870-016-0916-z

      来源:中国农业科学院作物科学研究所

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