東北地理所在大豆氨基酸轉運蛋白基因家族分析取得進展
大豆（Glycine max (L.) Merr.）是一種重要的經濟和油料作物，全球約30%的食用油和69%的膳食蛋白質來自大豆。大豆蛋白質因富含人類必需的8種必需氨基酸，被譽為“最理想的蛋白來源之一”，較動物蛋白具有低熱量、不含膽固醇、無激素和抗生素超標風險等優點。在我國，豆油在占植物油食用消費的50%左右，豆粕在飼料蛋白中的占比達80%。我國過度依賴國外大豆進口（約85%）主要是由于用于動物的飼用蛋白需求量持續增加，而且這種趨勢短期內不會改變。因此，在目前大力促進高油高產大豆培育的情況下，穩定或逐步提高大豆蛋白質含量對于提高我國植物蛋白供給、改善大豆品質、提升國產大豆國際市場競爭力，無論在現在和將來都具有重要意義。
與其他作物相比，大豆需要吸收和轉運更多的氮來確保種子的正常生長和蛋白質積累。植物氨基酸轉運蛋白參與非生物脅迫反應，在氨基酸吸收和轉運、提高作物產量和種子品質中起重要作用。但對大豆氨基酸轉運蛋白GmAAPs尚未開展全面的研究。全面解析大豆AAP家族基因的進化和表達模式，特別是其在低氮脅迫下的響應十分必要。
東北地理所大豆遺傳與分子改良學科組張恒友研究員團隊在大豆基因組（Glycine max Wm82.a2.v1）中鑒定了36個大豆GmAAP基因（圖1）。全面調查了GmAAPs的基因結構、保守結構域、進化關系和啟動子區的順式調控元件及其在低氮脅迫下的表達模式。研究鑒定了5個GmAAPs基因顯著響應低氮脅迫，為評價AAPs基因對大豆蛋白質積累的影響提供了基因資源。目前，研究團隊正在對重要的GmAAP基因開展轉基因功能分析，進一步闡明AAP如何影響植物生長或種子蛋白質含量。
研究成果近期發表在國際期刊Agronomy-Basel (IF:3.7)上。東北地理所碩士研究生張遠和特別研究助理王樂博士為論文共同第一作者，張恒友研究員、河南農業大學張丹教授為共同通訊作者。研究得到黑龍江省自然科學基金（JQ2022C005），國家自然科學基金（32272176）和東北地理所創新團隊（2022CXTD03）等項目聯合資助。
圖1 GmAAP基因家族在染色體上的位置
論文信息：
Yuan Zhang,Le Wang,Bao-Hua Song,Dan Zhang,and Hengyou Zhang. Genome-Wide Identification,Characterization,and Expression Analysis of the Amino Acid Permease Gene Family in Soybean. Agronomy-Basel,2024,14(1):52.
論文連接：
https://doi.org/10.3390/agronomy14010052
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