12月8日，中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院作物科學(xué)研究所特色農(nóng)作物優(yōu)異種質(zhì)資源發(fā)掘與創(chuàng)新利用團(tuán)隊(duì)鑒定到催化苦蕎蘆丁水解的關(guān)鍵酶FtGH1，并解析了該糖基水解酶參與苦蕎蘆丁水解的調(diào)控機(jī)制，為苦蕎品質(zhì)改良提供了新的理論基礎(chǔ)。相關(guān)研究成果發(fā)表在《植物生物技術(shù)雜志（Plant Biotechnology Journal）》上。

 

　　苦蕎營(yíng)養(yǎng)全面且均衡，尤其富含黃酮類物質(zhì)蘆丁等活性成分，是三高人群、心腦血管疾病及多種慢性病患者的重要健康食品。蘆丁含量是蕎麥重要的品質(zhì)性狀，也與苦蕎的環(huán)境適應(yīng)性密切相關(guān)。然而，蘆丁不穩(wěn)定、易水解為苦味物質(zhì)槲皮素，嚴(yán)重影響了苦蕎的品味和口感。因此，鑒定催化蘆丁水解的關(guān)鍵酶，解析其調(diào)控機(jī)制，對(duì)優(yōu)質(zhì)苦蕎育種具有重要意義。

 

　　研究團(tuán)隊(duì)首先利用苦蕎核心種質(zhì)資源的全基因組變異圖譜，對(duì)種植于5個(gè)不同海拔的苦蕎核心種質(zhì)資源的蘆丁和槲皮素含量進(jìn)行了全基因組關(guān)聯(lián)分析，鑒定到一個(gè)糖基水解酶編碼基因FtGH1。體內(nèi)外酶活檢測(cè)證明FtGH1可催化蘆丁水解為槲皮素。實(shí)驗(yàn)分析發(fā)現(xiàn)，一個(gè)轉(zhuǎn)錄因子編碼基因FtbHLH165與FtGH1表達(dá)負(fù)相關(guān)。且FtbHLH165對(duì)高蘆丁基因型苦蕎種質(zhì)資源中的FtGH1啟動(dòng)子具有更強(qiáng)的結(jié)合能力，作為轉(zhuǎn)錄抑制因子負(fù)調(diào)控FtGH1的表達(dá)，抑制蘆丁水解為槲皮素，促進(jìn)蘆丁的積累。進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，F(xiàn)tbHLH165轉(zhuǎn)錄因子對(duì)種子粒長(zhǎng)和蕎麥重要病害立枯病的抗性均起正調(diào)控作用，是調(diào)控苦蕎產(chǎn)量和品質(zhì)平衡的關(guān)鍵基因，為今后高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)抗病苦蕎品種的選育提供了重要基因資源。

 

　　作科所博士生賴弟利、副研究員張凱旋、助理研究員何毓琦、已畢業(yè)博士生范昱、博士生李偉、石亞亮、高元芬和博士后黃旭為論文共同第一作者。周美亮研究員為論文的通訊作者。該研究得到了國(guó)家自然科學(xué)基金和中國(guó)農(nóng)科院青年創(chuàng)新專項(xiàng)等項(xiàng)目的資助。

 

　　文章鏈接： https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/pbi.14259