PBJ | 华中农业大学油菜遗传改良团队揭示丙酮酸转运蛋白BnaBASS2对甘蓝型油菜种子油脂积累的影响
2022/9/6 11:36:06 阅读：197 发布者：
近日，华中农业大学油菜团队在权威杂志Plant Biotechnology Journal在线发表了题为“Pyruvate transporter BnaBASS2 impacts seed oil accumulation in Brassica napus”的研究论文，揭示了叶绿体膜定位的丙酮酸转运蛋白BnaBASS2在甘蓝型油菜种子代谢和油脂积累中的作用。该研究结果有助于理解油菜籽粒油脂积累的机制，为油菜高油育种提供基因资源和理论依据。
油菜是我国主要的油料作物，也是继水稻、小麦、玉米、大豆之后的第五大作物。我国是菜籽油的生产和消费大国，培育高含油量的优良油菜品种对我国油料作物产业有重大的经济价值。植物细胞内，胆汁酸-钠转运蛋白（BILE ACID: SODIUM SYMPORTER FAMILY PROTEIN 2, BASS2）是一种依赖钠的丙酮酸转运蛋白，它将糖酵解途径代谢物丙酮酸从细胞质转运到质体内，满足脂肪酸合成和其他代谢物合成。甘蓝型油菜基因组中有4个BASS2基因，其中BnaA05.BASS2 and BnaC04.BASS2-1在种子发育过程中表达量最高。细胞亚定位分析表明，BnaA05.BASS2定位于叶绿体膜上。
该研究创建了BnaA05.BASS2的过表达油菜材料，通过基因编辑创建了BnaA05.BASS2 and BnaC04.BASS2-1的油菜双突变体。油菜BASS2双突变体的株高、单株角果数、粒重和单株产量等均显著下降，而过表达植株的主要农艺性状基本没有受到影响。连续3年对含油量表型分析表明，突变体的籽粒含油量降低了2.8 ~ 5.0%，而过表达BnaA05.BASS2显著提高了籽粒含油量1.4 ~ 3.4%。BnaBASS2过表达后，显著提高了参与油脂合成和油体形成的多个基因的表达水平，促进了籽粒中的油脂积累。基于液相色谱串联质谱法（LC-MS/MS）的代谢组分析表明敲除BnaA05.BASS2 and BnaC04.BASS2-1可以显著降低叶绿体中丙酮酸盐的含量，证明了BnaBASS2负责向质体转运丙酮酸盐。同时，BnaBASS2可以显著影响油菜种子叶绿体中糖酵解、脂肪酸合成和能量相关系列代谢产物的含量。综上所述，该研究表明BnaBASS2在油菜籽粒油脂积累过程中发挥着重要作用。
该研究得到了国家自然科学基金、湖北洪山实验室重大项目、华中农业大学-中国农业科学院深圳农业基因组研究所联合项目、中国博士后科学基金和湖北省博士后创新岗位资助。
原文链接：
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1111/pbi.13922
转自：“植物生物技术Pbj”微信公众号
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