研究發現促進大豆油脂積累的轉錄調控模塊

大豆富含脂肪酸，是一種重要的油料作物。多年來，研究人員致力于探究大豆種子油脂合成和積累的分子機制，充分解析脂肪酸合成途徑。然而，這一合成通路在種子發育過程中是如何被激活的？目前，對其調控機理的研究仍然缺乏。
 
　　中國科學院遺傳與發育生物學研究所研究員張勁松研究組在New Phytologist上，在線發表了關于大豆種子油脂合成和積累調控的最新研究成果。該研究揭示出由三個重要的轉錄因子組成的相互協作的轉錄調控模塊。模塊中處于核心位置的是兩個相互作用的CCCH型鋅指蛋白GmZF392和GmZF351，GmZF392可通過結合富含TG和TA的雙元元件激活下游基因。通過兩個轉錄因子GmZF392和GmZF351的互作及協同調控，可識別油脂合成途徑中的重要基因并激活其表達，從而提高種子油脂含量。模塊中位于上游位置的是一個NF-Y類的核因子GmNFYA，它能直接激活GmZF392基因表達，并能間接激活GmZF351基因的表達。在大豆中過量表達GmZF392、GmNFYA和GmZF351均能顯著提高大豆種子的油脂含量。這一轉錄調控模塊之所以能有效的提高油脂積累，主要因為其全面激活了油脂積累的各個過程：從糖轉運到糖酵解途徑；從脂肪酸的從頭合成到三酰甘油（TAG）形成；最后形成油體儲存在種子里。此外，大豆GmNFYA-GmZF392-GmZF351油脂調控模塊也與擬南芥油脂調控網絡LAFL在大豆中的同源蛋白相互關聯（如圖）。該研究揭示出大豆油脂合成的轉錄調控機制和網絡，為培育高油大豆品種提供了理論基礎。
 
　　遺傳發育所博士后盧龍、工作人員韋偉和博士畢業生李擎天為論文共同第一作者，研究員張勁松、陳受宜和副研究員張萬科為論文共同通訊作者。研究工作得到中科院戰略性先導科技專項、國家農作物育種重點研發項目、國家自然科學基金等的資助。

大豆油脂合成的GmNFYA-GmZF392-GmZF351轉錄調控模塊



日期：2021-04-29