大豆品質調控基因克隆和功能研究進展
本文關鍵詞:大豆品質調控基因克隆和功能研究進展
【摘要】:大豆(Glycine max L.)是世界上重要的經濟作物,為人類生活提供所需的食用油和植物蛋白。大豆油脂、蛋白質和異黃酮含量決定了大豆的經濟價值,大豆品質的優(yōu)劣直接關系到食用者的身體健康,因此,越來越受到廣大科研工作者的關注。大豆油脂脂肪酸組成對油的營養(yǎng)價值、耐儲性及加工工藝等都有很大影響。油脂的組成和積累受脂肪酸合成途徑中多種酶活性的影響,這些基因的表達還受到轉錄前、轉錄和轉錄后水平的調控,有許多相關基因參與此過程。目前大豆油脂的轉錄調控研究較多。研究表明,GmDOF4和GmDOF11類轉錄因子可以激活乙酰輔酶A羧化酶和長鏈脂酰輔酶A合成酶,從而提高了種子油分含量。轉錄因子GmMYB73可以通過抑制GL2進而促進磷脂酶D的活性,增加了轉基因種子的油含量。轉錄因子GmbZIP123主要通過誘導蔗糖轉運蛋白基因(AtSUC1、AtSUC5)和細胞壁轉化酶基因(AtcwINV1、AtcwINV3和AtcwINV6)的表達,促進蔗糖從葉片到種子的運輸,為油脂合成提供更多原料和能量,從而提高種子油脂含量。轉錄因子GmNFYA通過激活WRI及油脂合成相關基因,從而提高了種子油含量。大豆籽粒富含蛋白質,占籽粒干物質的40%左右(31%—55%)。大豆蛋白含有8種人體必需的氨基酸,是一種品質優(yōu)良的植物性蛋白質,在膳食中可以代替部分動物性蛋白質。植物中油分和蛋白質往往是負相關的,GmDOF4和GmDOF11類轉錄因子可以提高植物油份含量,但其直接結合CRA1啟動子,從而下調儲藏蛋白的表達。大豆異黃酮是大豆生長過程中形成次生代謝產物,具有多種生物活性,在動植物體內有著廣泛的生理作用。近年來大豆異黃酮已成為大豆最引人注目功能成分之一,也是食品與營養(yǎng)學研究熱點之一。類黃酮類物質可能通過調節(jié)結節(jié)的產生從而調控植物的根瘤發(fā)育、生長繁殖和固氮作用。大豆異黃酮對乳腺癌、前列腺癌、心血管疾病和骨質疏松癥的治療也表現出其他一些有益的效應。目前研究表明,GmMYB176可以調控CHS8的表達,而干擾GmMYB176的表達降低了大豆根毛中異黃酮的水平,這表明GmMYB176對于異黃酮的生物合成是必需的。本文綜述了大豆種子油分、蛋白以及異黃酮含量相關基因的研究進展,并對大豆種子油分、蛋白及異黃酮在轉錄水平和/或其他方面所受到的調控進行闡述。
【作者單位】: 中國科學院遺傳與發(fā)育生物學研究所;
【關鍵詞】: 大豆 油分 種子蛋白 異黃酮
【基金】:轉基因專項(2016ZX08009-003-004,2014ZX0900926B)
【分類號】:S565.1
【正文快照】: 大豆是人類生活的必需品,為人類提供大量的植物油和蛋白。大豆種子為世界上提供約44%的蛋白和27%的油。此外,大豆的次生代謝產物類黃酮類物質也對人類生活是不可或缺的。目前,關于油脂合成的生化途徑研究已經比較透徹,但其調控機制還不是很清楚。關于大豆種子蛋白調控的機理研
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本文編號:974055
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