陜西
大麥是我國重要的糧飼兼用作物，提升其營養(yǎng)品質對保障國家糧食安全、滿足人們對健康膳食的需求具有重要意義。酚酸類物質是大麥籽粒的核心營養(yǎng)活性成分，其因具有抗氧化功能而與人體健康密切相關。然而，目前關于大麥籽粒酚酸合成的遺傳基礎仍缺乏系統(tǒng)研究，阻礙了大麥營養(yǎng)品質的遺傳改良進程。
近日，Journal of Genetics and Genomics在線發(fā)表華中農業(yè)大學任喜峰教授團隊題為“
Metabolite-QTL analysis reveals genetic basis of phenolic acid metabolism in barley grains”的研究論文。該研究揭示了大麥籽粒酚酸代謝的遺傳機制發(fā)現關鍵基因
HvCOMT-1不僅能夠調控籽粒酚酸含量還可通過促進木質素沉積增強莖稈強度為大麥營養(yǎng)品質與抗倒伏性協同改良提供了重要理論依據
研究團隊以“華矮11×華大麥6號”大麥雙單倍體(double haploid, DH)群體為材料，對成熟籽粒中的39種酚酸代謝物進行多方法聯用的metabolite-QTL (mQTL)分析，系統(tǒng)解析了酚酸代謝的遺傳調控網絡。研究共鑒定到154個關鍵遺傳位點，包含7個核心遺傳熱點，并進一步篩選出12個關鍵候選基因。其中，編碼咖啡酸甲基轉移酶的HvCOMT-1基因在大麥中過量表達能夠影響多種酚酸代謝物的含量，且轉錄因子HvMYB1 能夠結合
HvCOMT-1的啟動子并激活其表達。進一步研究發(fā)現，在擬南芥中過量表達 HvCOMT-1 基因能夠增加主莖直徑并促進木質素沉積；該基因的單倍型亦與大麥莖稈抗倒伏相關性狀顯著關聯。
大麥籽粒酚酸代謝性狀的遺傳位點挖掘及候選基因功能驗證
綜上所述，該研究系統(tǒng)揭示了大麥籽粒酚酸代謝的遺傳基礎，解析了HvCOMT?1在酚酸合成及木質素沉積中的功能及其上游轉錄調控機制，為大麥營養(yǎng)品質性狀遺傳改良提供了重要基因資源和理論依據。
作者簡介
華中農業(yè)大學植物科學技術學院麥作課題組博士后宋瑞蓮與已畢業(yè)碩士研究生張思裕為該論文共同第一作者，任喜峰教授為通訊作者。相關工作得到國家大麥青稞產業(yè)技術體系項目資助。
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