大豆富含脂肪酸，是一種重要的油料作物。多年來(lái)，研究人員致力于探究大豆種子油脂合成和積累的分子機(jī)制，充分解析脂肪酸合成途徑。然而，這一合成通路在種子發(fā)育過(guò)程中是如何被激活的？目前，對(duì)其調(diào)控機(jī)理的研究仍然缺乏。

 

　　中國(guó)科學(xué)院遺傳與發(fā)育生物學(xué)研究所研究員張勁松研究組在New Phytologist上，在線發(fā)表了關(guān)于大豆種子油脂合成和積累調(diào)控的最新研究成果。該研究揭示出由三個(gè)重要的轉(zhuǎn)錄因子組成的相互協(xié)作的轉(zhuǎn)錄調(diào)控模塊。模塊中處于核心位置的是兩個(gè)相互作用的CCCH型鋅指蛋白GmZF392和GmZF351，GmZF392可通過(guò)結(jié)合富含TG和TA的雙元元件激活下游基因。通過(guò)兩個(gè)轉(zhuǎn)錄因子GmZF392和GmZF351的互作及協(xié)同調(diào)控，可識(shí)別油脂合成途徑中的重要基因并激活其表達(dá)，從而提高種子油脂含量。模塊中位于上游位置的是一個(gè)NF-Y類的核因子GmNFYA，它能直接激活GmZF392基因表達(dá)，并能間接激活GmZF351基因的表達(dá)。在大豆中過(guò)量表達(dá)GmZF392、GmNFYA和GmZF351均能顯著提高大豆種子的油脂含量。這一轉(zhuǎn)錄調(diào)控模塊之所以能有效的提高油脂積累，主要因?yàn)槠淙婕せ盍擞椭e累的各個(gè)過(guò)程：從糖轉(zhuǎn)運(yùn)到糖酵解途徑；從脂肪酸的從頭合成到三酰甘油（TAG）形成；最后形成油體儲(chǔ)存在種子里。此外，大豆GmNFYA-GmZF392-GmZF351油脂調(diào)控模塊也與擬南芥油脂調(diào)控網(wǎng)絡(luò)LAFL在大豆中的同源蛋白相互關(guān)聯(lián)（如圖）。該研究揭示出大豆油脂合成的轉(zhuǎn)錄調(diào)控機(jī)制和網(wǎng)絡(luò)，為培育高油大豆品種提供了理論基礎(chǔ)。

 

　　遺傳發(fā)育所博士后盧龍、工作人員韋偉和博士畢業(yè)生李擎天為論文共同第一作者，研究員張勁松、陳受宜和副研究員張萬(wàn)科為論文共同通訊作者。研究工作得到中科院戰(zhàn)略性先導(dǎo)科技專項(xiàng)、國(guó)家農(nóng)作物育種重點(diǎn)研發(fā)項(xiàng)目、國(guó)家自然科學(xué)基金等的資助。

大豆油脂合成的GmNFYA-GmZF392-GmZF351轉(zhuǎn)錄調(diào)控模塊