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我科研人員創(chuàng)制高花青素玉米種質(zhì)

2018-08-22 09:05:17   

近日,中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院生物技術(shù)研究所作物代謝調(diào)控與營(yíng)養(yǎng)強(qiáng)化創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)在高花青素玉米種質(zhì)創(chuàng)制方面取得新進(jìn)展,創(chuàng)制了高花青素紫玉米種質(zhì),該工作是雙向啟動(dòng)子研究和紫胚種質(zhì)創(chuàng)制工作的延伸,為花青素的功能性食品制造和著色劑生產(chǎn)拓寬新資源。相關(guān)成果發(fā)表在植物科學(xué)類雜志《植物與細(xì)胞生理學(xué)(Plant & Cell Physiology)》。

花青素是天然存在的黃酮類物質(zhì),不但是強(qiáng)效抗氧化劑,而且能夠提高人體對(duì)維生素的吸收利用率。在糖尿病、肥胖癥等疾病預(yù)防及治療、功能性食品制造和食品著色劑具有廣泛應(yīng)用。與其他產(chǎn)花青素植物相比,玉米具有生物量大,耐儲(chǔ)運(yùn)等優(yōu)勢(shì)。但目前紫玉米種質(zhì)中花青素僅在生物量有限的種皮或糊粉層細(xì)胞中(單層細(xì)胞)積累,含量約為200 mg/kg干重。

花青素的合成是多個(gè)酶參與的復(fù)雜過(guò)程,調(diào)控相對(duì)復(fù)雜。為了提高玉米籽粒中花青素的含量,該研究以玉米胚中特異表達(dá)的雙向啟動(dòng)子PZmBD1為基礎(chǔ),搜集胚乳特異性順式作用元件并根據(jù)其特性組成不同的組合融合到PZmBD1中,得到種子特異表達(dá)的雙向啟動(dòng)子P2R5SGPA。以該啟動(dòng)子驅(qū)動(dòng)花青素合成的調(diào)控基因ZmC1和ZmR2以及結(jié)構(gòu)基因ZmBZ1和ZmBZ2,構(gòu)建了多基因表達(dá)體系,穩(wěn)定轉(zhuǎn)化玉米實(shí)現(xiàn)了花青素在玉米胚和胚乳中合成,積累量高達(dá)2910mg/kg 干重,創(chuàng)制了高花青素紫玉米種質(zhì)。

該研究由轉(zhuǎn)基因重大專項(xiàng)、國(guó)家自然科學(xué)基金和國(guó)家重點(diǎn)基礎(chǔ)研究計(jì)劃資助,柳小慶副研究員和李素貞博士為共同第一作者,陳茹梅研究員為通訊作者。(崔艷)

 

實(shí)習(xí)編輯:于婷婷

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