近日,中國農(nóng)業(yè)科學院生物技術研究所作物代謝調(diào)控與營養(yǎng)強化創(chuàng)新團隊在高花青素玉米種質創(chuàng)制方面取得新進展,創(chuàng)制了高花青素紫玉米種質,該工作是雙向啟動子研究和紫胚種質創(chuàng)制工作的延伸,為花青素的功能性食品制造和著色劑生產(chǎn)拓寬新資源。相關成果發(fā)表在植物科學類雜志《植物與細胞生理學(Plant & Cell Physiology)》。
花青素是天然存在的黃酮類物質,不但是強效抗氧化劑,而且能夠提高人體對維生素的吸收利用率。在糖尿病、肥胖癥等疾病預防及治療、功能性食品制造和食品著色劑具有廣泛應用。與其他產(chǎn)花青素植物相比,玉米具有生物量大,耐儲運等優(yōu)勢。但目前紫玉米種質中花青素僅在生物量有限的種皮或糊粉層細胞中(單層細胞)積累,含量約為200 mg/kg干重。
花青素的合成是多個酶參與的復雜過程,調(diào)控相對復雜。為了提高玉米籽粒中花青素的含量,該研究以玉米胚中特異表達的雙向啟動子PZmBD1為基礎,搜集胚乳特異性順式作用元件并根據(jù)其特性組成不同的組合融合到PZmBD1中,得到種子特異表達的雙向啟動子P2R5SGPA。以該啟動子驅動花青素合成的調(diào)控基因ZmC1和ZmR2以及結構基因ZmBZ1和ZmBZ2,構建了多基因表達體系,穩(wěn)定轉化玉米實現(xiàn)了花青素在玉米胚和胚乳中合成,積累量高達2910mg/kg 干重,創(chuàng)制了高花青素紫玉米種質。
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