近日，由学院吴琦教授领衔的“荞麦代谢调控与逆境生物学研究团队”在苦荞淀粉合成酶基因研究方面取得新进展。
淀粉合成酶（SS）已被鉴定为单子叶植物淀粉生物合成途径中的核心酶。然而，在双子叶植物中只有少数淀粉合成酶基因是已知的。苦荞是一种富含淀粉且药食两用的双子叶伪谷物，因其比水稻、玉米和小麦等谷物更高的抗性淀粉，而具有更高的保健价值。然而，苦荞种子淀粉合成途径的酶基因及其功能和调控机制尚不清楚，这阻碍了苦荞淀粉品质的遗传改良。该研究团队在苦荞基因组中鉴定到15个SS基因，包括5个颗粒结合淀粉合成酶基因（GBSS）和10个可溶性淀粉合成酶基因（SSS）。FtSSI和FtSSV为单拷贝基因，而其它FtSSs基因均有多种同工型。特别是GBSS基因，因其在进化过程中经历了复制，使得苦荞拥有比其它植物更多的GBSSⅡ同工型。表达模式分析表明，2个GBSS基因（FtGBSSII-4和FtGBSSII-5）和3个SSS基因（FtSSII-2、FtSSIII-1和FtSSIV-2）可能是苦荞种子淀粉合成途径的主要同工型基因。此外，从17个转录因子家族的1073个基因中挖掘到了在苦荞种子高表达的23个转录因子，其中FtNF-YB2可能是FtSSs的重要调控因子。该研究为不仅为苦荞淀粉品质形成机制的解析奠定了基础，也为其它双子叶植物淀粉的合成和调控提供了新的见解。
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图1独特的苦荞FtGBSSs基因 |
图2苦荞种子淀粉合成模型 |
以上研究成果以“Evolutionary and expression analysis of starch synthase genes from Tartary buckwheat revealed the potential function ofFtGBSSII-4andFtGBSSII-5in seed amylose biosynthesis”为题，发表于经典农林科学类SCI期刊Crop Science（IF=2.763，2区TOP）。该研究论文以吴琦教授为通讯作者，博士生王磊与硕士生刘琳玲为共同第一作者，并得到了国家自然科学基金项目（31871698）的支持。
全文链接：https://doi.org/10.1002/csc2.21059
