近日，中国农业科学院北京畜牧兽医研究所牧草种质资源保护与利用创新团队研究发现，蒺藜苜蓿类黄酮途径糖基水解酶MtBGLU17基因过表达可产生具有较高抗氧化活性的类黄酮苷元，从而赋予转基因植物耐旱和耐盐的特性，为苜蓿抵抗非生物胁迫的遗传改良提供了重要参考。相关研究成果发表在《植物细胞和环境（Plant Cell & Environment）》上。
糖基水解酶是生物体内广泛存在的一类蛋白家族，包含170个小家族，GH1家族是其中最大的。GH1家族成员与植物的多种生物功能密切相关。研究团队在前期对蒺藜苜蓿51个家族成员进行分析鉴定的基础上，发现其中三个成员MtBGLU17、MtBGLU21和MtBGLU22的表达水平受到逆境胁迫的诱导，但只有MtBGLU17重组蛋白能够催化类黄酮糖苷的水解，并且MtBGLU17对类黄酮-7-O-葡糖苷的水解活性高于对相应类黄酮-3-O-葡糖苷的水解活性。
研究团队对蒺藜苜蓿Tnt1插入突变株系和过表达株系中类黄酮成分和含量进行了分析。结果表明，与野生型和突变株系相比，MtBGLU17过表达株系中的木犀草素-7-O-葡萄糖苷含量显著降低，而木犀草素苷元的含量显著增加，说明该基因具有体内功能。在干旱和NaCl处理条件下，MtBGLU17过表达的蒺藜苜蓿株系表现出比野生型更高的DPPH和更低的MDA含量，以及更高的CAT和SOD活性。这些结果表明，MtBGLU17基因的过表达可以通过增加可清除活性氧的类黄酮苷元的含量，进而增强植物的抗逆性。
该研究得到了国家重点研发计划项目、国家自然科学基金山东联合基金项目和中国农科院创新工程项目的支持。
原文链接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/pce.14928
日期：2024-05-13
