记者8月15日从中国农业科学院获悉,该院成功从中国菰米中鉴定到两个花青素合成的关键调控基因,并验证了其在水稻种子花青素生物强化中的作用机制。相关研究成果日前发表在国际期刊《食品化学》上。
中国菰米是一种全谷物,其所含的酚酸、类黄酮和花青素等植物化学物质具有优异的抗氧化特性,是一种很有潜力的功能性食品原料。
“与常见的无色稻米相比,中国菰米具有更为丰富的类黄酮和花青素等功能成分,但是对中国菰米花青素合成关键基因的挖掘还很少。因此,从生物强化角度挖掘中国菰米花青素合成关键基因,并解析其在水稻等主粮营养强化中的机制,对于选育功能型水稻品种具有重要意义。”论文通讯作者、中国农业科学院副研究员闫宁告诉记者。
闫宁进一步解释,生物强化是解决隐性饥饿(即微量营养素缺乏)的一种经济而有效的途径,指通过育种或栽培手段提高现有农作物中能为人体吸收利用的微量营养元素的含量。这一过程旨在通过现代生物技术或农艺措施,在植物生长的过程中使其更加富含营养,而非在加工过程中人为添加营养物质。
本研究在系统鉴定中国菰米转录因子家族的基础上,通过基因组共线性分析克隆到两个花青素合成的关键调控基因ZlMYB1和ZlMYB2,其超量表达能够显著提高水稻种子总黄酮、总花青素、抗氧化活性及其α-葡萄糖苷酶和酪氨酸酶的酶抑制作用。
“通过对黄酮代谢组、转录组以及基因表达进行分析,并测定相关酶活性等生理生化指标,我们明确了该基因能够有效激活水稻中花青素生物合成的关键结构基因的表达。这一发现不仅提出了一种利用杂粮基因来实现主粮营养强化的新思路,也为杂粮中功能成分基因资源的挖掘及其在提升主粮营养价值方面的应用提供了新范例。”闫宁说。(据《科技日报》)