近日,中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院油料作物研究所油菜遺傳育種創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)在油菜籽品質(zhì)改良研究領(lǐng)域取得突破,相關(guān)成果發(fā)表于國(guó)際權(quán)威學(xué)術(shù)期刊《植物生物技術(shù)雜志》(Plant Biotechnology Journal)。這項(xiàng)研究揭示了正向調(diào)控維生素 E 和負(fù)向調(diào)控硫苷含量的分子機(jī)制,為油菜籽品質(zhì)提升提供了關(guān)鍵的基因資源與技術(shù)支撐。
維生素 E 是人體和動(dòng)物生長(zhǎng)發(fā)育不可或缺的營(yíng)養(yǎng)素,主要存在于植物油中。它就像身體的 “抗氧化衛(wèi)士”,能調(diào)節(jié)免疫、延緩衰老,還對(duì)預(yù)防癌癥有著重要作用。而油菜籽餅粕中含有的硫苷,會(huì)降低其飼用價(jià)值,若能降低硫苷含量,油菜籽餅粕就能成為優(yōu)質(zhì)的牲畜飼料。所以,發(fā)掘調(diào)控油菜種子維生素 E 和硫苷合成的關(guān)鍵基因,對(duì)油菜籽高品質(zhì)育種意義重大。
為了攻克這一難題,研究團(tuán)隊(duì)運(yùn)用了全基因組關(guān)聯(lián)分析、遺傳互補(bǔ)、定點(diǎn)誘變等先進(jìn)技術(shù)手段。他們?cè)诟仕{(lán)型油菜群體中,精準(zhǔn)檢測(cè)到與維生素 E 含量相關(guān)的主效 QTL-qVE.C02 ,并成功克隆出目標(biāo)基因 BnaC02.VTE4。經(jīng)過(guò)深入研究發(fā)現(xiàn),該基因第二個(gè)內(nèi)含子 3' 剪接位點(diǎn)上 A 到 G 的堿基變異,正是導(dǎo)致油菜籽維生素 E 和硫苷含量出現(xiàn)差異的直接原因。
不僅如此,研究團(tuán)隊(duì)還通過(guò)轉(zhuǎn)錄組和代謝組聯(lián)合分析,進(jìn)一步闡明了維生素 E 和硫苷生物合成通路對(duì)底物的競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系。這就好比兩個(gè)工廠在爭(zhēng)奪相同的原材料,了解了它們的競(jìng)爭(zhēng)模式,就能更好地調(diào)控生產(chǎn),從而實(shí)現(xiàn)油菜籽高維生素 E 和低硫苷綜合改良的育種目標(biāo)。
據(jù)悉,該研究得到青海省帥才科學(xué)家負(fù)責(zé)制項(xiàng)目、中央公益性科研院所基本科研業(yè)務(wù)費(fèi)、中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院科技創(chuàng)新工程、現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系的支持。(記者宋雅娟)