調控香稻香氣積累的分子機制研究中取得新進展
來源：華南農業大學 2021-12-24 17:31
近日，華南農業大學農學院、亞熱帶農業生物資源保護與利用國家重點實驗室唐湘如課題組在調控香稻香氣特征物2-乙酰-1-吡咯啉（2-AP）積累的分子機制研究中取得新進展并在國際高水平期刊發表學術論文2篇。在農林科學領域TOP期刊《Journal of Agricultural and Food Chemistry》（IF2020=5.279
近日，華南農業大學農學院、亞熱帶農業生物資源保護與利用國家重點實驗室唐湘如課題組在調控香稻香氣特征物2-乙酰-1-吡咯啉（2-AP）積累的分子機制研究中取得新進展并在國際高水平期刊發表學術論文2篇。
在農林科學領域TOP期刊《Journal of Agricultural and Food Chemistry》（IF2020=5.279）上發表題目為“Transcriptomic Analysis Provides Insights into Foliar Zinc application Induced Upregulation in 2？Acetyl-1-pyrroline and Related Transcriptional Regulatory Mechanism in Fragrant Rice”的論文，通過轉錄組學水平探究葉面施鋅促進香稻2-AP積累。
目前葉面施鋅促進香稻2-AP形成的分子機制尚缺乏研究，導致通過基因工程培育香味濃郁的香稻特色新品種存在一定盲目性，同時也限制了香稻増香栽培技術輕簡化的推廣。該研究發現葉面施鋅能提高香稻產量和籽粒2-AP的含量。通過大田和盆栽試驗，探明了在穩產甚至增產且節約鋅肥投入成本的前提下，能夠提高香稻2-AP含量的最佳葉面施鋅濃度為30mgL-1。同時發現兩個香稻品種于抽穗后15d時葉片2-AP含量均達到最高水平，因此確定篩選轉錄因子的條件和時機。編碼轉錄因子的基因的表達受外界環境等因素調節，轉錄因子的活性也受許多因素的影響。因此通過轉錄組學分析初步篩選出與P5CS2基因相互作用的轉錄因子后，嘗試闡明葉面施鋅通過轉錄因子調控P5CS2基因促進香稻2-AP形成的分子機制。
在植物科學領域TOP期刊《Frontiers in Plant Science》（IF2020=5.754）上發表題目為“The Regulatory Mechanism of 2-Acetyl-1-Pyrroline Biosynthesis in Fragrant Rice （Oryza sativa L.） Under Different Soil Moisture Contents” 的論文，分析了土壤水分對香稻2-AP生物合成調控機理。
2-AP是香稻香氣的關鍵成分。然而，有關香稻2-AP生物合成對不同土壤水分含量的響應及其機理尚未有報道。該研究發現，隨著土壤水分含量從50%降低到20%，香稻植株的2-AP含量大幅度提高。香稻2-AP的生物合成是一個非常復雜的生理過程。通過熒光實時定量手段分析了香稻體內與2-AP有關的9個基因的表達量，結果表明：9個基因中只有DAO1的表達量隨著土壤水分含量的下降而上升，并且與50%的土壤水分含量相比，土壤水分含量在20%時，DAO1的表達量上調了548.05%；同時，由DAO1編碼的二胺氧化酶活性也隨著土壤水分含量的下降而上升；二胺氧化酶是催化腐胺轉化為γ-氨基丁醛的關鍵酶，而γ-氨基丁醛是香稻體內2-AP合成的前體之一。因此可以確定，干旱條件主要通過調控腐胺代謝途徑上基因DAO1的表達來促進2-AP的合成。這一研究將為香稻2-AP生物合成的機理提供新的以及更深入的信息和思路。(生物谷Bioon.com）
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