近日，中国农业科学院作物科学研究所作物生物信息学及应用创新团队与南方科技大学合作，系统解析了大豆种皮颜色调节的分子机制，为大豆外观品质改良提供了理论基础。10月19日，相关研究论文在 The Plant Cell 在线发表。
据刘斌研究员介绍，植物中长度为22个核苷酸（22-nt）的小RNA（sRNA）能够激发次级小干扰RNA（siRNA）产生，进一步增强基因共沉默效率。依赖DCL2蛋白的22-nt siRNA在大豆和玉米等许多主要农作物中累积量很高。这些siRNA是如何产生的，以及它们在正常生长条件下是否具有重要功能，仍不清楚。
研究人员利用基因组编辑技术同时敲除了天隆1号大豆品种中两个编码DCL2蛋白的同源基因（ GmDCL2a 和 GmDCL2b ），获得 Gmdcl2a/2b 双突变体。测序表明，22-nt siRNA在该双突变体中缺失。突变体中靶向沉默查尔酮合成酶基因（ CHS ）的22-nt siRNAs和次级的21-nt siRNAs无法生成，导致种皮中酮类物质合成酶的累积量显著增加，大豆种皮颜色从黄色变为棕色。该研究揭示了DCL2在调节自然性状中的重要作用，为改良大豆外观品质提供了新思路。
南方科技大学翟继先副教授与作科所刘斌研究员为该论文的共同通讯作者，南方科技大学研究助理教授贾津布博士和中国农科院姬荣桓博士为该论文共同第一作者。该研究得到了国家自然基金委，广东省创新创业团队，深圳市科创委， 中国农科院创新工程等项目资助。
原文链接：http://www.plantcell.org/content/early/2020/10/19/tpc.20.00562
日期：2020-10-27
