我国科学家利用首个木薯突变体发现了调控淀粉代谢并影响储藏根产量的关键基因

2017-09-01 | 作者: 中国科学院上海生命科学研究院植物生理生态研究所 | 标签: 木薯 淀粉代谢调控

木薯是全球第三大粮食作物,其储藏根可大量富集淀粉,是热带亚热带地区近7亿人口的主要食物能量来源。研究木薯淀粉代谢的调控对深入了解这一重要粮食作物的源库分配机制及提高产量具有重要的理论价值和应用潜力。

中国科学院上海生命科学研究院植物生理生态研究所张鹏研究组利用第一个木薯T-DNA插入突变体storage root delay (srd),发现了导致储藏根发育延缓的关键基因是参与淀粉磷酸化的关键基因α-葡聚糖,水合二激酶1 (GWD1)。
该基因表达严重缺失可抑制地上叶片临时型淀粉的及时降解,导致叶片大量富集淀粉,改变临时型淀粉粒的形态建成,影响光合作用及从源向库的碳水化合物分配,进而延缓储藏根的生长和发育。研究也表明GWD1是通过磷酸化淀粉并与β-amylase共同协作来调控木薯淀粉的降解。该研究为进一步强化临时型淀粉的降解,促进源库分配提供了新思路和技术;同时,也为综合利用木薯叶片作为优质饲料提供了新种质。

8月29日,文章“Alpha-Glucan, Water Dikinase 1 Affects Starch Metabolism and Storage Root Growth in Cassava (Manihot esculenta Crantz)”发表于国际著名学术期刊《Scientific Reports》。文章第一作者为周文智博士,并且联合瑞士苏黎士联邦理工大学(ETH Zurich)的Wilhelm Gruissem和Samuel Zeeman教授共同完成。该研究得到中科院、科技部、农业部、自然基金委、中瑞科技合作项目及植物分子遗传国家重点实验室等资助。

全文链接:www.nature.com/articles/s41598-017-10594-6





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来源:中国科学院上海生命科学研究院植物生理生态研究所

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