大豆是重要的糧油兼用作物。大豆種子中的油分與蛋白質含量是決定其經濟價值的關鍵性狀，但二者之間存在負相關關系。打破這種制約、實現油分與蛋白質含量的協(xié)同提升，是大豆育種中的重要挑戰(zhàn)。有研究發(fā)現，大豆種子中糖含量與油分正相關，而與蛋白質含量負相關，表明糖可能作為關鍵信號分子參與調控油分與蛋白質的平衡，但具體分子機制尚不明確。
前期，中國科學院東北地理與農業(yè)生態(tài)研究所科研團隊發(fā)現，糖轉運蛋白GmSWEET10a/b通過介導糖從種皮向胚的運輸，正向調控種子油分積累，并負向調控蛋白質含量。本研究中，基于對GmSWEET10a/b雙突變體（gmsweet10a,b）的轉錄組與代謝組數據分析，科研人員解析了糖轉運過程調控大豆油分-蛋白質平衡的分子機制。空間代謝組分析顯示，在gmsweet10a,b雙突變體中，胚的糖含量降低，表明胚處于糖饑餓狀態(tài)。轉錄代謝聯(lián)合分析表明，突變體胚中用于油分合成的碳前體供應不足，同時蔗糖代謝、脂肪酸生物合成及三酰甘油組裝相關基因的表達均下調。相反地，貯藏蛋白11S、2S球蛋白和7S β-伴大豆球蛋白編碼基因表達上調。這些變化共同導致突變體種子中油分含量下降而蛋白質含量上升。進一步，研究鑒定出GmSnRK1和GmACO1兩個關鍵樞紐基因。GmSnRK1作為能量感受器，可能整合蔗糖信號與碳代謝流；GmACO1通過參與乙烯生物合成途徑，影響種子內部的糖水平和油分-蛋白質比例。
上述發(fā)現為解析大豆種子中油分與蛋白質積累的復雜調控網絡提供了新的分子線索。
近期，相關研究成果在線發(fā)表在《植物雜志》（The Plant Journal）上。研究工作得到國家自然科學基金和中國科學院相關項目等的支持。
論文鏈接
大豆種子中糖水平調控油分-蛋白平衡的模型
本文鏈接：大豆種子油脂與蛋白平衡調控機制研究取得進展http://www.sq15.cn/show-12-1660-0.html
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