東北地理所在菜豆黃金勾豆莢顏色變異及類黃酮物質代謝方面取得研究進展
菜豆是我國及世界重要的食用豆類之一，具有品種繁多，表型特征差異大，基因組小和繁殖周期短等特點，是研究豆科植物基因功能的重要資源。黃金勾作為我國北方的優良菜豆品種深受歡迎，其突出特點是肉厚，纖維少，營養豐富。研究團隊通過輻射誘變，構建了黃金勾突變體庫。在3500株M3代單株株行中，生育期（開花期與成熟期），葉部性狀，株型，育性及豆莢或種皮顏色等性狀都表現出豐富的變異。
野生型黃金勾的豆莢隨著生長快速褪綠變黃，而在突變體庫中出現較高比例的綠色豆莢突變體，該突變體的豆莢顏色一直保持綠色。為研究黃金勾豆莢褪綠及類黃酮營養成分的變化，對3個發育階段的豆莢進行了轉錄組和代謝組測序。隨著豆莢的發育，葉綠素含量不斷降低，在野生型黃金勾中下降速率更快。對葉綠素代謝通路分析發現，葉綠素降解基因紅色葉綠素降解產物還原酶（RCCR）在黃金勾綠色小豆莢中高表達，而在綠色豆莢突變體中其表達量極低，推測該基因是黃金勾豆莢褪綠的關鍵基因。另一方面，綠色豆莢突變體豆莢質地較硬，烹飪口感差，通過對纖維素含量進行測定，發現綠色豆莢突變體中纖維素含量顯著高于野生型。且與野生型相比，綠色豆莢突變體中葉纖維素合成基因表達量上調。通過豆莢代謝組研究，共檢測到154種類黃酮物質，且隨著豆莢發育，多數類黃酮物質含量降低。在黃金勾中，柚皮苷，牡荊素-2-O-鼠李糖苷，異槲皮甙，槲皮素，山奈酚，紫云英苷和芒柄花苷含量較高。而木犀草素，芹菜素，李屬異黃酮，鷹嘴豆素，黃顏木素在綠色豆莢突變體中含量較高。該研究從生理和分子水平揭示了黃金勾豆莢褪綠的機制，并對豆莢發育過程中類黃酮物質進行代謝分析，為解析營養物質變化提供理論基礎。
本研究得到了國家重點研發項目，先導專項及國家自然科學基金等項目的資助。
文章鏈接：https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/fgene.2020.570816/full...
圖1 野生型與綠莢突變體豆莢顏色變化模式圖
附件下載：
吉公網安備22017302000214號
