11月9日，中國農業科學院作物科學研究所大豆育種技術創新與新品種選育創新團隊研究發現一個雙功能鋅指蛋白類轉錄因子GmZFP7，其可正向調控大豆異黃酮積累，為大豆異黃酮分子育種提供理論依據。相關研究結果在線發表于《新植物學家（New Phytologist）》。
大豆不僅含有豐富的蛋白質和油脂，同時還富含異黃酮等生物活性成分。有研究表明，大豆異黃酮對骨質疏松和心血管等疾病有預防作用。大豆異黃酮為典型的數量性狀，受多基因控制，其調控網絡十分復雜。研究大豆異黃酮調控機理，對改良大豆品種異黃酮營養品質，提升我國大豆產業綜合競爭力有重要意義。
GmZFP7調控大豆異黃酮積累示意圖
【資料圖】
該研究發現了一個鋅指蛋白類轉錄因子基因GmZFP7。實驗表明，過表達該基因可使發狀根中的異黃酮比對照提高1.15~3.79倍，而沉默該基因可使異黃酮含量比對照降低73%。分析發現，該基因可以促進異黃酮合成過程中關鍵酶GmIFS2基因表達，同時抑制黃烷酮合成路徑中的GmF3H1基因表達的雙功能。為了進一步驗證該基因功能，研究人員獲得了基因編輯敲除和過表達轉化植株，在敲除該基因的植株葉片和種子中，該基因的表達水平和異黃酮含量顯著降低，同時GmF3H1的表達量提高；而過表達的植株結果反之。代謝組分析表明，在基因敲除種子中可檢測到57種酚類代謝產物，其中24種與對照存在差異，特別是在異黃酮合成路徑中的上游產物含量顯著升高，而黃烷醇合成路徑中的槲皮素和煙花甙含量卻顯著降低。該研究還基于1557份大豆種質的單倍型分析，鑒定出兩個異黃酮含量較高的優異單倍型。該研究為大豆異黃酮的分子育種提供了新思路和優異基因。
該研究得到國家自然科學基金、國家重點研發計劃、中國農業科學院科技創新工程等項目資助。
學術支持
中國農業科學院作物科學研究所
制作
光明網科普事業部
記者
宋雅娟 謝蕓
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