国产大豆作为健康的食用植物油源和优质植物蛋白资源，在我国饮食文化中占据着重要地位，超过80%的国产大豆被加工成豆制品和调味品。因此，创制更符合国人健康的大豆新品系是振兴国产大豆和大豆食品深加工产业的必由之路。大豆种子种除了人们熟知的油（约20%），蛋白质（约40%）和碳水化合物外（约30%），还含有一系列促进人体健康的特异性代谢物。比如，占0.5-6.5%大豆皂苷和占0.01 -0.5%的异黄酮等，对于维护人体健康至关重要。特别是大豆皂苷，属于齐墩果烷型（Oleanane-type）五环三萜，其含量和比例会直接影响大豆的健康品质和口感品质。目前，虽然参与大豆皂苷合成相关的基因已经基本解析完成，但是关于大豆皂苷合成后的积累与运输相关基因尚未有报道。
中国科学院遗传与发育生物学研究所王国栋研究组利用基因共表达分析从大豆基因组117个MATE家族转运蛋白成员中确定GmMATE100为大豆皂苷转运蛋白的候选基因。亚细胞定位试验表明GmMATE100在植物细胞和酵母细胞中均定位于液泡膜上。体外酵母转运实验表明，GmMATE100具有转运A类和B类大豆皂苷的活性，但无法转运皂苷前体--大豆皂醇（图）。利用Cas9技术构建GmMATE100功能缺失突变体材料，LC-MS分析表明缺失突变体材料的根和种子中A类和B类大豆皂苷的含量相比于野生型均有显著下降。综上结果，GmMATE100是首个被验证功能的大豆皂苷转运蛋白，负责A-类和B-类大豆皂苷从胞质到液泡的转运。该研究为定向改变大豆籽粒中大豆皂苷含量和组成，进而改良大豆健康和口感品质提供了新思路。
研究成果于4月22日以题为“GmMATE100 is involved in the import of soyasaponins A and B into vacuoles in soybean plants (Glycine max L.)”论文形式发表在Journal of Agricultural and Food Chemistry杂志（DOI:10.1021/acs.jafc.4c01774）。已经毕业的马丽雅和苑佳博士为该论文的第一作者，王国栋研究员为通讯作者。遗传发育所的田志喜研究员、大连工业大学的于放教授也参与了该项研究工作。该研究得到了国家重点研发计划以及中国科学院重点部署项目的资助。
图：GmMATE100参与A-类和B-类大豆皂苷从胞质到液泡的转运
