近日,中國熱科院生物所和三亞研究院香蕉遺傳改良團(tuán)隊研究揭示了香蕉淀粉降解關(guān)鍵酶基因作用機(jī)制。
香蕉是典型的淀粉轉(zhuǎn)化型果實(shí)。采收時高淀粉,采后成熟過程中迅速降解并轉(zhuǎn)化為可溶性糖,最終形成風(fēng)味品質(zhì)。這個過程受基因、環(huán)境因子等多種因素調(diào)節(jié)。MaBAM9b是前期通過轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)的果實(shí)中高表達(dá)基因,然而其作用機(jī)制尚不清楚。本研究從香蕉果實(shí)中克隆到MaBAM9b全長,其亞細(xì)胞定位、蛋白表達(dá)模式和瞬時表達(dá)等特征被解析。此外,正義和反義MaBAM9b轉(zhuǎn)化至水稻以鑒定MaBAM9b功能。MaBAM9b全長為1599 bp,編碼532個氨基酸,包括PLN02803和糖基水解酶家族14兩個保守結(jié)構(gòu)域,定位在葉綠體。MaBAM9b蛋白在香蕉果實(shí)成熟和淀粉降解過程中始終保持較高水平。香蕉果實(shí)薄片中瞬時過表達(dá)或沉默MaBAM9b表達(dá),能夠顯著促進(jìn)或抑制淀粉降解。水稻遺傳學(xué)證據(jù)表明,MaBAM9b過表達(dá)促進(jìn)了淀粉降解和顯著提高了種子萌發(fā),而抑制其表達(dá)顯著阻礙了這些生物學(xué)過程。該研究結(jié)果支持MaBAM9b在淀粉降解中的關(guān)鍵作用,并為香蕉果實(shí)品質(zhì)改良和生物育種提供了關(guān)鍵靶基因。
研究成果以《Elucidating the role of MaBAM9b in starch degradation》為題發(fā)表于《Plant Science》。中國熱科院生物所、三亞研究院劉菊華研究員為論文第一作者,苗紅霞研究員為論文共同第一作者。金志強(qiáng)研究員、謝江輝研究員和李新國教授為論文通訊作者。該研究獲得國家自然科學(xué)基金、國家重點(diǎn)研發(fā)計劃、國家香蕉產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系等項目資助。中國熱科院生物所和三亞研究院為第一完成單位。
文章鏈接:https://doi.org/10.1016/j.plantsci.2022.111497