近日,生命科學(xué)學(xué)院劉紅軍教授團隊在國際著名期刊《Plant Biotechnology Journal》在線發(fā)表了題為 “Modulation of Lignin and Anthocyanin Homeostasis by GTP Cyclohydrolase1 in Maize”的研究論文。
玉米是一種具有廣泛農(nóng)業(yè)應(yīng)用價值的重要生物質(zhì)資源。花青素是一種有效的抗氧化劑,對健康有益,比如減少氧化應(yīng)激。花青素的生物合成與木質(zhì)素的生物合成競爭共享代謝前體,這可能導(dǎo)致植物生長和飼料質(zhì)量的權(quán)衡。較高的木質(zhì)素含量會降低青貯飼料的消化率,給牲畜飼料帶來挑戰(zhàn)。玉米棕色中脈6 (bm6)突變體以木質(zhì)素還原而聞名,其遺傳基礎(chǔ)尚不清楚。
研究團隊首先通過精細(xì)定位和RNA-seq技術(shù)確定了ZmGCH1是bm6的候選基因。代謝組結(jié)果顯示ZmGCH1突變將木質(zhì)素前體轉(zhuǎn)化為花青素生物合成。進一步研究發(fā)現(xiàn)ZmGCH1與ZmPEBP15相互作用調(diào)節(jié)查爾酮合成酶活性,從而穩(wěn)定木質(zhì)素和花青素途徑之間的前體分配。為了評估研究結(jié)果的實際意義,研究團隊將bm6突變引入鄭單958和先玉335玉米種中。牛體外瘤胃消化試驗證實,bm6突變的引入顯著提高了青貯飼料的消化率。這一發(fā)現(xiàn)不僅具有提高青貯消化率的巨大潛力,而且為優(yōu)化玉米生產(chǎn)提供了更廣泛的策略,以更好地滿足日益增長的食品和牲畜飼料需求。
生命科學(xué)學(xué)院劉紅軍教授,周超副教授,楊雪蓉副教授,張憲省教授為該論文的共同通訊作者,博士研究生張明岳、李曉寒為共同第一作者。愛荷華州立大學(xué)Thomas Lübberstedt,布魯克海文國家實驗室許長城教授,生命科學(xué)學(xué)院趙翔宇教授,動物科技學(xué)院姜淑貞副教授,河南大學(xué)多組學(xué)聯(lián)合研究中心張學(xué)斌教授、高級實驗師張君麗、博士后王驍?shù)葏⑴c了該項工作。該研究得到了山東省自然科學(xué)基金、國家自然科學(xué)基金等項目資助
論文鏈接:http://doi.org/10.1111/pbi.70061
編 輯:萬 千
審 核:賈 波