科学家揭示淀粉类作物中调控品质关键基因技术

直链淀粉与品质性状的关系 扬州大学供图

近日，国际期刊《植物科学趋势》（Trends in Plant Science）在线发表了扬州大学农学院教授刘巧泉和国际水稻研究所Nese Sreenivasulu完成的一篇评述性文章。他们提出，通过基因编辑技术精确调控淀粉类作物中蜡质基因（Waxy, Wx）表达和直链淀粉含量，以培育优质、健康、安全的新型谷物。

淀粉是农作物中可收获器官的最主要成分，是人类食物的主要能量来源。在水稻、玉米、小麦、大麦、马铃薯和木薯等富含淀粉的作物中，蜡质基因（Waxy，Wx）是控制直链淀粉含量的主效基因，也是作物品质改良中被广泛关注的重要基因。

长期以来，研究人员应用优良的Wx自然等位变异来改良育种目标中的直链淀粉含量。他们发现，选择恰当的直链淀粉含量、平衡淀粉适口性与消化速率，对于培育好吃又健康的新型作物品种具有重要意义。

刘巧泉团队认为，在Wx等位基因上使用基因组编辑技术，将有助于实现从“吃得饱”向“吃得好”的转变。

“利用基因编辑技术直接编辑Wx基因，不仅有利于克服传统回交育种的遗传累赘，还可以为创建直链淀粉含量精确调控的新的Wx等位基因提供方法，也为解决现有Wx自然等位基因的缺陷提供了方案。”刘巧泉介绍说。

他们提出，Wx基因上其它能影响酶活性、蛋白质稳定性、底物结合能力及磷酸化等的相关位点可作为基因编辑的新靶点。基于Wx基因的高度保守性，在不同淀粉类作物中或不同Wx等位基因背景下采取相同的策略，可以创造更多直链淀粉含量变异的新型作物品种、新型Wx等位基因。

相关论文信息：https://doi.org/10.1016/j.tplants.2020.07.009

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