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遗传发现可以提高玉米品质和产量
来源:生物帮 发布时间:2019-05-24

根据罗格斯大学领导的一项研究,研究人员发现在广泛食用的谷物中合成淀粉和蛋白质的遗传调节因子后,研究人员可能能够提高玉米产量和营养价值。

该研究发表在“美国国家科学院院刊”上,可以使数百万依赖玉米营养的人在南美洲,非洲和其他地方受益。

研究表明,世界玉米供应依赖于提高其产量和质量,这取决于谷物胚乳中淀粉和蛋白质的积累。胚乳是人类营养的重要来源,含有淀粉,油和蛋白质,是胚胎周围的种子组织。

“我们发现了一种新的方法来发现淀粉和蛋白质合成中的新调节剂,这决定了谷物的产量和质量,”研究的主要作者,Zhiutong Zhang说,他是罗格斯大学 - 新不伦瑞克省Waksman微生物研究所的博士后研究员。

科学家们发现玉米淀粉和蛋白质是如何在胚乳中同时合成的,这可以让他们在营养质量和产量之间找到一个很好的平衡,张说。玉米驯化和现代育种逐渐增加了淀粉含量,但减少了胚乳中的蛋白质积累。

研究人员研究了称为玉米醇溶蛋白的玉米粒中的关键蛋白质,它们缺乏赖氨酸,赖氨酸是一种必需氨基酸(蛋白质的组成部分),导致营养质量差。在数十年的玉米育种过程中,人们通过培育玉米醇含量较低的玉米来增加赖氨酸含量。尽管如此,今天的赖氨酸水平太低,无法满足世界快速增长的人口的需求。

因此,分子遗传学家和玉米育种者正试图通过专注于阻断它们和所谓的转录因子来显着降低玉米醇溶蛋白水平以改善玉米营养品质。转录是指将基因DNA中的信息转移到RNA中,从而产生在人体组织,器官,结构和功能中起关键作用的蛋白质。

研究小组发现,两种转录因子在调节淀粉和蛋白质合成中起着关键作用,为进一步研究在分子水平上充分了解营养品质与产量之间的平衡铺平了道路。

罗格斯大学共同作者包括博士后研究员董夹墙和资深作者约阿希姆·梅辛的瓦克斯曼研究所所长。中国科学院植物生理生态研究所上海生命科学研究院的科学家为该研究做出了贡献。


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