该研究鉴定了一个小麦储藏蛋白基因抑制因子ODORANT1。抑制ODORANT1的表达可以显著提高小麦种子储藏蛋白的含量。
储藏蛋白(Seed storage protein, SSP)是小麦籽粒的重要组分。人们对储藏蛋白基因的表达调控却知之甚少。鉴定储藏蛋白的调控因子将促进小麦的面粉品质改良。
继SPR(https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/pbi.13524)后,我们又鉴定到了一个小麦储藏蛋白基因抑制因子ODORANT1。和野生型相比, ODORANT1过表达株系的储藏蛋白总含量降低了13.38%-35.60% (图1A); ODORANT1 RNA干扰株系的储藏蛋白总含量升高了11.43%-19.35% (图1B)。转基因材料的其他重要农艺性状和野生型的相比没有明显变化 (图1C)。体内和体外的实验都表明,ODORANT1结合在储藏蛋白基因的启动子区并抑制启动子的活性(图1D),进而抑制储藏蛋白的合成。
图1. ODORANT1抑制小麦储藏蛋白的合成
(A)ODORANT1 过表达株系(OE 34、OE 38和OE59)的储藏蛋白总含量 (Total SSPs)与野生型(WT)的相比显著降低。(B) ODORANT1 RNA干扰株系(RNAi #1, #2和#3)的储藏蛋白总含量与野生型的相比显著提高。(C) ODORANT1 过表达株系的重要农艺性状与野生型的相比没有明显变化。(D) ODORANT1通过结合在储藏蛋白基因(SSP gene)的启动子区抑制其转录。
这项工作近日发表在Plant Biotechnology Journal上。博士生罗光彬、申莉莎和宋艳红为共同第一作者。华大张池博士,余慷博士等,河南农大詹克慧教授,崔党群教授,中国农科院蔬菜所阳文龙研究员,中科院遗传发育所高彩霞研究员和王延鹏研究员参与了这项研究工作,河北农业大学刘冬成教授和中科院遗传发育所张爱民研究员为共同通讯作者。