玉米胚乳醇溶蛋白合成的分子机制研究进展
2021-12-17任雪梅南力彰李旭凯
山西农业科学 2021年11期
任雪梅,南力彰,李旭凯
(1.山西农业大学生命科学学院,山西太谷030801;2.山西农业大学农学院,山西太谷030801)
玉米是粮食、饲料和能源兼用的作物,不仅能够作为许多发展中国家人口的主食,又可作为畜牧业肉、蛋、奶生产的主要原料。在我国,玉米主要以饲料加工为主,也有部分成为了餐桌上的美味佳肴。
目前种植和推广的玉米品种以高产的普通玉米为主,其玉米籽粒中赖氨酸、色氨酸含量较低,品质较差。普通玉米籽粒赖氨酸含量仅在0.23%左右,达不到畜禽饲料对赖氨酸的需求(0.6%~0.8%)[1]。其主要原因是由于占胚乳储藏蛋白绝大多数的醇溶蛋白(70%)所含的赖氨酸及色氨酸含量低所造成。因此,不能依靠增加玉米籽粒蛋白质含量来增加玉米的营养价值,而是需要通过降低胚乳醇溶蛋白的含量,进而增加玉米胚乳中赖氨酸的含量来改良玉米蛋白质的品质[1]。
玉米硬质胚乳和粉质胚乳的比例决定玉米的籽粒质地。opaque2玉米突变体的籽粒中胚乳醇溶蛋白的含量降低,赖氨酸含量显著增加,但其籽粒中硬质胚乳含量降低,粉质胚乳含量增高,因此,胚乳表现出软质、粉质的特征,不仅影响玉米产量,而且易受机械损伤,易感染昆虫、病原菌等[2-3]。育种工作者通过利用opaque-2(o2)修饰因子,在o2存在的情况下恢复籽粒硬度培育了优质蛋白玉米(Quality protein maize,QPM),从而应用到生产中[4]。
本研究从玉米籽粒形态结构、玉米胚乳醇溶蛋白的分类及形成过程、转录因子对醇溶蛋白表达的调控这3个部分展开叙述,综述了玉米胚乳醇溶蛋白合成的分子机制,对优良玉米品种的培育具有重要意义。……
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