專家揭示苜蓿類胡蘿卜素合成調控機制

　　近日，中國農業科學院生物技術研究所作物高光效團隊在飼草作物功能基因研究方面取得突破，揭示了苜蓿類胡蘿卜素生物合成的分子調控機制。相關研究成果在線發表在《植物細胞（The Plant Cell）》上。

　　優化調整種植業結構，支持飼料作物種植，促進糧食作物、經濟作物、飼料作物三元種植結構協調發展是我國新形勢下應對居民膳食結構改變、緩解糧食供求矛盾的重要舉措。苜蓿是世界著名優良飼草，也是我國栽培面積最大的一種豆科飼料作物，由于其具有蛋白質豐富、適應性強、能改良土壤和經濟價值高等優點而享有“牧草之王”的美譽。苜蓿的產量和品質改良是我國當前草業、畜牧業，特別是奶業發展的重大迫切需求。類胡蘿卜素是自然界廣泛存在的一類天然脂溶性色素，在植物光合作用、激素合成、顏色決定等方面發揮重要作用，同時具有抗氧化、抗腫瘤、增強免疫和保護視覺等多種生物學功能，為人類和動物健康提供重要保障，但目前關于類胡蘿卜素合成的分子調控機制仍不清楚。

　　該研究利用一個類胡蘿卜素合成缺陷的蒺藜苜蓿突變體，成功克隆了控制蒺藜苜蓿類胡蘿卜素合成關鍵調控基因WHITE PETAL1（WP1）,該基因編碼一個R2R3型MYB轉錄因子，通過直接激活類胡蘿卜素合成途徑基因表達，調控蒺藜苜蓿花中類胡蘿卜素積累。進一步研究發現，WP1通過與bHLH家族蛋白MtTT8和WD40家族蛋白MtWD40-1形成轉錄激活復合體，協同調控蒺藜苜蓿類胡蘿卜素生物合成。上述研究工作系統揭示了植物類胡蘿卜素生物合成的調控機制，為培育類胡蘿卜素營養改良型作物和優質功能性飼草新品種提供重要理論基礎。

　　該研究得到國家自然科學基金以及中國農科院科技創新工程等項目資助。