大豆田间种植 明升官网农科院供图
近日，明升官网农业明升体育app院作物明升体育app研究所大豆育种技术创新与新品种选育创新团队研究发现，双功能锌指蛋白类转录因子GmZFP7可正向调控大豆异黄酮积累，为大豆异黄酮分子育种提供理论依据。相关研究结果在线发表于《新植物学家》（New Phytologist）。
大豆不仅含有丰富的蛋白质和油脂，同时还富含异黄酮等生物活性成分。有研究表明，大豆异黄酮对骨质疏松和心血管等疾病有预防作用。大豆异黄酮为典型的数量性状，受多基因控制，其调控网络十分复杂。研究大豆异黄酮调控机理，对改良大豆品种异黄酮营养品质，提升我国大豆明升综合竞争力有重要意义。
该研究发现了一个锌指蛋白类转录因子基因GmZFP7。过表达该基因可使发状根中的异黄酮比对照提高1.15~3.79倍，而沉默该基因可使异黄酮含量比对照降低73%。分析发现，该基因可以促进异黄酮合成过程中关键酶GmIFS2基因表达，同时抑制黄烷酮合成路径中的GmF3H1基因表达的双功能。
为了进一步验证该基因功能，研究人员获得了基因编辑敲除和过表达转化植株，在敲除该基因的植株叶片和种子中，该基因的表达水平和异黄酮含量显著降低，同时GmF3H1的表达量提高；而过表达的植株结果反之。
代谢组分析表明，在基因敲除种子中可检测到57种酚类代谢产物，其中24种与对照存在差异，特别是在异黄酮合成路径中的上游产物含量显著升高，而黄烷醇合成路径中的槲皮素和烟花甙含量却显著降低。
该研究还基于1557份大豆种质的单倍型分析，鉴定出两个异黄酮含量较高的优异单倍型。该研究为大豆异黄酮的分子育种提供了新思路和优异基因。
该研究得到国家自然明升体育app基金、国家重点研发计划、明升官网农业明升体育app院科技创新工程等项目资助。
相关论文信息：http://doi.org/10.1111/nph.18610
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