调控芳香物质积累的分子机制研究取得新进展

来源：华南农业大学，2021-12-23 08:20

近日，华南农业大学农学院、亚热带农业生物资源保护与利用国家重点实验室唐相如课题组在香米香味特征2-乙酰基-1-吡咯啉(2-AP)积累调控分子机制研究方面取得新进展，在国际高水平期刊发表学术论文2篇。TOP日志《Journal of Agricultural and Food Chemistry》 (IF2020=5.279

近日，华南农业大学农学院、亚热带农业生物资源保护与利用国家重点实验室唐相如课题组在香米香味特征2-乙酰基-1-吡咯啉(2-AP)积累调控分子机制研究方面取得新进展，在国际高水平期刊发表学术论文2篇。

在农林科学领域的TOP期刊《Journal of Agricultural and Food Chemistry》 (IF2020=5.279)中，他发表了标题为“转录组分析提供者对叶面施锌诱导的上调的见解2？tyl-1-吡咯啉及其在香稻中的相关转录调控机制”，从转录组学水平探讨叶面施锌促进香稻中2-AP的积累。

目前对叶面施锌促进香稻中2-AP形成的分子机制缺乏研究，导致通过基因工程培育香稻新品种的盲目性，同时限制了香稻轻简栽培技术的推广。本研究发现叶面施锌可以提高香稻产量和籽粒中2-AP的含量。通过大川盆栽试验，证明叶面施锌的最佳浓度为30mgl-1，可在稳定甚至增产的前提下，提高香稻的2-AP含量，节约锌肥投入成本。同时发现，两个香稻品种的叶片中2-AP含量在抽穗后第15天达到最高水平，从而确定了筛选转录因子的条件和时机。编码转录因子的基因的表达受外界环境等因素的调控，转录因子的活性也受到多种因素的影响。因此，本文在通过转录组分析初步筛选出与P5CS2基因相互作用的转录因子后，试图阐明叶面施锌调控P5CS2基因促进香稻2-AP形成的分子机制。

在植物科学领域的TOP期刊《Frontiers in Plant Science》 (IF2020=5.754)上发表了题为《扩散器下香稻2-乙酰基-1-吡咯啉生物合成的调控机制》的论文《Ent土壤水分含量》，分析了土壤水分对香稻2-AP生物合成的调控机制。

2-AP是香气的关键成分。然而，香稻2-AP生物合成对不同土壤含水量的响应及其机理尚未见报道。研究发现，随着土壤含水量从50%降低到20%，香稻植株的2-AP含量显著增加。湘2-AP的生物合成是一个非常复杂的生理过程。采用实时荧光定量方法分析了9个与2-AP相关的基因在香稻中的表达水平。结果表明，随着土壤含水量的降低，9个基因中只有DAO1的表达量增加，与50%土壤含水量相比，当土壤含水量为20%时，DAO1的表达量增加了548.05%。同时，DAO1编码的二胺氧化酶活性也随着土壤含水量的降低而增加。二胺氧化酶是催化腐胺转化为-氨基丁酸醛的关键酶，-氨基丁酸醛是香米中2-AP合成的前体之一。因此，可以认为干旱条件主要通过调节腐胺代谢途径中DAO1基因的表达来促进2-AP的合成。该研究将为香稻中2-AP生物合成的机理提供新的更深层次的信息和思路。(100yiyao.com)

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