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作科所在MYB转录因子调控苦荞芦丁合成的分子机制方面取得新进展

          发表时间:2018-05-14     浏览次数:     字号:    

  近日,中国农业科学院作物科学研究所荞麦基因资源创新小组于2018年1月31日在‘Journal of Experimental Botany’期刊发表题为‘Jasmonate-responsive MYB factors spatially repress rutin biosynthesis in Fagopyrumtataricum ’的研究论文。该研究揭示了茉莉酸诱导的MYB转录抑制子调控苦荞芦丁生物合成的新机制。

  荞麦作为一种药食同源的粮食作物,不仅富含蛋白质、淀粉、纤维素、维生素、微量元素等营养成分,还富含其他粮食作物所不具有的生物黄酮类活性物质,其中芦丁是最主要的抗氧化、降三高、通血管的活性物质。目前,对芦丁的提取、分离、检测以及关键酶基因的克隆等方面研究较多,但是芦丁生物合成的分子调控机制一直未被揭示。

  该研究通过对苦荞基因组数据和转录组数据分析,获得了一组受茉莉酸调控的R2R3类MYB转录抑制子FtMYB13、FtMYB14、FtMYB15和FtMYB16,分别在不同的苦荞组织中特异性表达,抑制苦荞芦丁的生物合成。除FtMYB16外,FtMYB13、FtMYB14和FtMYB15均在蛋白水平受茉莉酸诱导降解,能直接抑制芦丁合成途径中的关键酶基因的表达,并且其氨基酸的一段保守序列SID中的天冬氨酸起到关键作用。另外,FtSAD2和FtJAZ1能够显著促进FtMYBs的抑制子活性。该研究系统解析了一类MYB抑制子调控苦荞芦丁生物合成途径的分子机制,为基因编辑高芦丁荞麦育种改良提供了分子生物学理论基础。

  中国农业科学院作物科学研究所张凯旋博士和莫斯科国立大学Maria D. Logacheva博士为本文共同第一作者,中国农业科学院作物科学研究所荞麦基因资源创新研究组组长周美亮研究员为通讯作者。本研究得到了国家自然科学基金、中国科协青年托举计划和华中地区牧草种质资源调查等项目资助。

  全文链接地址:https://academic.oup.com/jxb/advance-article/doi/10.1093/jxb/ery032/4831074


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