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项目文章 l 四川农业大学研究团队发现转录因子ZmTCP7对玉米淀粉合成积累的调控机制
前言
淀粉以光合作用产物蔗糖为原料，由多种关键酶共同参与合成，主要酶包括:腺苷二磷酸葡萄糖焦磷酸化酶(ADP-glucose pyrophosphorylase，AGPase)、淀粉合成酶(starch synthases，SS)、淀粉分支酶(starch branching enzymes，SBE)、淀粉去分支酶(starch-debranching enzymes，DBE)和淀粉磷酸化酶(starch phosphorylase，PHO)。
玉米淀粉约占籽粒比重的70%左右，淀粉的理化性质会直接影响玉米的产量和品质。目前，玉米籽粒中淀粉生物合成关键酶的功能已较为清楚，但对玉米淀粉合成关键酶基因上游存在的转录调控机制的研究却较少。其中AGPase为淀粉合成提供直接前体ADPG，是淀粉合成过程中的限速酶，ZmBt2和ZmSh2分别编码AGPase的小亚基和大亚基。ZmBt2由于其在淀粉生物合成途径的限速作用，一直是一个值得关注的基因。
2022年7月，四川农业大学研究团队在Frontiers in Plant Science上发表了题为“The novel ZmTCP7 transcription factor targets AGPase-encoding gene ZmBt2 to regulate storage starch accumulation in maize”的研究论文，文章通过酵母单杂交筛选等实验，发现ZmTCP7是ZmBt2基因的转录抑制因子，也是玉米胚乳淀粉生物合成途径的负调控因子。
该项目中所用的玉米酵母文库由欧易生物构建，单杂交筛选体系为Y1HGold-pAbAi系统。
研究结果
本研究作者早期发现了ZmBt2启动子的一个短功能片段(394-bp)，本研究中以Bt2启动子片段（-370bp~+24bp）为诱饵，通过酵母单杂交实验，在玉米胚乳cDNA文库中筛选鉴定到了一个新的结合调控ZmBt2启动子的TCP转录因子，ZmTCP7。通过启动子敲除后的瞬转表达和EMSA检测发现，ZmTCP7结合ZmBt2启动子的最小基序为GAACCCCAC，且对ZmBt2的表达起抑制作用。进一步研究发现，在玉米中过表达ZmTCP7，对ZmBt2转录显著抑制~77.58%，导致转基因玉米AGPase活性降低21.51%，胚乳淀粉含量降低9.58%。
本研究表明，ZmTCP7作为ZmBt2的转录抑制因子和胚乳淀粉积累的负调控因子，为调控玉米ZmBt2表达和淀粉生物合成途径的调控网络提供了新的见解。
The interaction between ZmTCP7 and the ZmBt2 promoter and negative regulation of ZmTCP7 in starch accumulation
四川农业大学的Babatope Samuel Ajayo为论文的第一作者，胡育峰副教授和黄玉碧教授为论文的共同通讯作者。该研究得到了国家重点研发计划和国家自然科学基金的资助。
doi：10.3389/fpls.2022.943050
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排版人：小久
原创声明：本文由欧易生物(OEBIOTECH)学术团队报道，本文著作权归文章作者所有。欢迎个人转发及分享，未经作者的允许禁止转载。
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