作科所揭示GmMYB77转录因子调控大豆异黄酮积累的分子机制
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发布时间：2024-12-10
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12月9日，中国农业科学院作物科学研究所大豆育种技术创新与新品种选育创新团队，在大豆中鉴定出一个调控籽粒异黄酮积累的关键基因 GmMYB77 ，阐明了该基因调控大豆异黄酮积累的分子机制。相关研究成果在线发表在《植物生物技术（Plant Biotechnology Journal）》上。
大豆是重要的粮饲兼用和油料作物，富含异黄酮、叶酸、维生素E、皂苷等多种生物活性物质。其中，异黄酮作为重要的生物活性物质，在人体中具有抗氧化、抗肿瘤等作用，对前列腺癌和乳腺癌等癌症、心血管疾病、骨质疏松症均有预防或抑制效果。目前，异黄酮合成代谢途径中的关键合成酶相对清楚，但合成代谢调控网络尚不明确。
该团队利用前期两年三点精准鉴定的1551份来自我国不同生态区的大豆种质异黄酮表型数据结合重测序基因型数据，鉴定到一个与异黄酮积累相关的基因 GmMYB77 。研究表明，该基因编码的转录因子通过与4个异黄酮关键合成酶基因启动子结合并下调其表达水平，负调控叶片和籽粒中异黄酮积累。单倍型分析发现，GmMYB77的Hap-P2单倍型显著抑制该基因表达水平，并最终导致异黄酮含量升高，为高异黄酮的优异单倍型。进一步研究表明，敲除该基因可以将大豆籽粒中的总异黄酮含量提高15%，特别是异黄酮重要组分丙二酰基黄豆黄甙含量可提高58%以上，该研究为未来大豆异黄酮分子育种改良提供了可选择的基因资源和理论基础。
作科所博士生刘艺田、助理研究员张晟瑞、副研究员李静为论文的共同第一作者，孙君明研究员和李斌副研究员为论文的共同通讯作者。该研究得到国家自然科学基金、中国农业科学院科技创新工程等项目的资助。
