近日，Plant, Cell & Environment（中科院一區TOP）線上發表了東北農業大學陳慶山教授團隊齊照明研究員與英國伯明翰大學Christine Foyer教授聯合的題為“Soybean Oil and Protein: Biosynthesis, Regulation and Strategies for Genetic Improvement”的綜述文章。該綜述結合近年來的大豆品質相關研究，分析了大豆種子中蛋白質和油分含量出現此消彼長現象的原因（圖1）。綜述了脂肪酸和蛋白質在質體、細胞質和內質網之間的運輸途徑及相關機制（圖2）。此外，該綜述進一步整理了與蛋白質和脂肪酸生物合成相關的轉錄調控網路資訊。
圖1 大豆生長發育過程中光同化物和含氮物質的運輸過程
圖2 植物中油分的生物合成、積累和氧化途徑
在此基礎上，該綜述還討論了利用這些基因以提高大豆食用價值的策略（圖3）。包括在野生種質中發現優異的等位變異，從而克服困擾高產、高蛋白和高油大豆育種的遺傳瓶頸效應。透過增加碳源來控制大豆油分和蛋白質的積累，克服蛋白質與含油量之間的負相關，保持多種性狀之間的平衡關係，是提高大豆品質的關鍵。最後，討論了多組學技術加速大豆育種，將基因組學、群體遺傳學、基因圖譜和功能基因組學結合起來進行作物設計，有助於提高農業的可持續性，滿足日益增長的營養和工業需求。
圖3 改良大豆品質的策略
東北農業大學農學院齊照明研究員和英國伯明翰大學Christine Foyer教授為論文共同通訊作者，東北農業大學農學院大豆遺傳改良團隊博士研究生李慧為論文第一作者，已畢業碩士研究生孫佳和碩士研究生張穎為論文共同一作，已畢業碩士研究生王寧、董慧穎和碩士研究生李天書、楊明亮副教授、徐暢講師、胡利民副教授、劉春燕教授、陳慶山教授等參與了這項工作。
來源：東北農業大學
