大豆是重要的糧油兼用作物。大豆種子中的油分與蛋白質(zhì)含量是決定其經(jīng)濟價值的關(guān)鍵性狀，但二者之間存在負(fù)相關(guān)關(guān)系。打破這種制約、實現(xiàn)油分與蛋白質(zhì)含量的協(xié)同提升，是大豆育種中的重要挑戰(zhàn)。有研究發(fā)現(xiàn)，大豆種子中糖含量與油分正相關(guān)，而與蛋白質(zhì)含量負(fù)相關(guān)，表明糖可能作為關(guān)鍵信號分子參與調(diào)控油分與蛋白質(zhì)的平衡，但具體分子機制尚不明確。

 

　　前期，中國科學(xué)院東北地理與農(nóng)業(yè)生態(tài)研究所科研團隊發(fā)現(xiàn)，糖轉(zhuǎn)運蛋白GmSWEET10a/b通過介導(dǎo)糖從種皮向胚的運輸，正向調(diào)控種子油分積累，并負(fù)向調(diào)控蛋白質(zhì)含量。本研究中，基于對GmSWEET10a/b雙突變體（gmsweet10a,b）的轉(zhuǎn)錄組與代謝組數(shù)據(jù)分析，科研人員解析了糖轉(zhuǎn)運過程調(diào)控大豆油分-蛋白質(zhì)平衡的分子機制?？臻g代謝組分析顯示，在gmsweet10a,b雙突變體中，胚的糖含量降低，表明胚處于糖饑餓狀態(tài)。轉(zhuǎn)錄代謝聯(lián)合分析表明，突變體胚中用于油分合成的碳前體供應(yīng)不足，同時蔗糖代謝、脂肪酸生物合成及三酰甘油組裝相關(guān)基因的表達均下調(diào)。相反地，貯藏蛋白11S、2S球蛋白和7S β-伴大豆球蛋白編碼基因表達上調(diào)。這些變化共同導(dǎo)致突變體種子中油分含量下降而蛋白質(zhì)含量上升。進一步，研究鑒定出GmSnRK1和GmACO1兩個關(guān)鍵樞紐基因。GmSnRK1作為能量感受器，可能整合蔗糖信號與碳代謝流；GmACO1通過參與乙烯生物合成途徑，影響種子內(nèi)部的糖水平和油分-蛋白質(zhì)比例。

 

　　上述發(fā)現(xiàn)為解析大豆種子中油分與蛋白質(zhì)積累的復(fù)雜調(diào)控網(wǎng)絡(luò)提供了新的分子線索。

 

　　近期，相關(guān)研究成果在線發(fā)表在《植物雜志》（The Plant Journal）上。研究工作得到國家自然科學(xué)基金和中國科學(xué)院相關(guān)項目等的支持。