本站消息 近日,,學(xué)校農(nóng)學(xué)與生物技術(shù)學(xué)院趙昶靈教授團隊在農(nóng)林科學(xué)國際TOP期刊Industrial Crops & Products(中科院一區(qū),,IF2023=5.5999)發(fā)表題目為“Transcriptome-based dissection of starch synthesis-dependent characterization of Drumstick-forming on yield increase of Panax notoginseng taproots”的研究型論文,。
三七“拔雞腿”是指從每年7~8月開始,,大田栽培的部分2,、3年生三七植株的地上莖頂部莖段出現(xiàn)的雞腿狀(側(cè)面觀為倒梯形)橫向增粗現(xiàn)象,。三七(Panax notoginseng (Burk.) F. H. Chen)作為一種重要的中藥材,,其根莖的產(chǎn)量直接關(guān)系到藥材的供應(yīng)和經(jīng)濟效益,。三七主根是三七最主要的入藥部位,,主根的產(chǎn)量是決定三七藥材商業(yè)價值的核心。淀粉是三七藥材尤其是主根藥材中含量最高的成分,,也是決定藥材產(chǎn)量的最關(guān)鍵成分,。400余年的種植經(jīng)驗發(fā)現(xiàn),“拔雞腿”表型能精準(zhǔn)表征三七藥材的高產(chǎn),,但是,,上述“表征”的確切內(nèi)涵至今仍不清楚。

本研究通過轉(zhuǎn)錄組分析,,結(jié)合重量,、排水法、石蠟切片和基于試劑盒的分光光度法,,系統(tǒng)闡明“拔雞腿”對三七藥材高產(chǎn)的表征效應(yīng),,尤其是闡明了淀粉合成關(guān)鍵酶基因轉(zhuǎn)錄水平對藥材產(chǎn)量的貢獻以及轉(zhuǎn)錄水平與“拔雞腿”的相關(guān)性。研究表明,,磷酸果糖激酶(PFK),、蔗糖酶(INV)、淀粉分支酶(SBE)和果糖-1,6-二磷酸醛縮酶(FBA)的表達直接決定著三七主根直鏈淀粉,、支鏈淀粉和總淀粉的合成,,然而,,對于與淀粉合成相關(guān)的TFs,只有DOF和NAC與主根淀粉合成相關(guān),。主要是兩個DOF TFs,,即Pno06G005621(DOF3.6)和Pno03G015691(DOF3.6),在非顯著水平上負調(diào)控AC,、TSC和AC/APC,;其次是兩種NAC TFs,即Pno07G002944(NAC035)和Pno12G000370(NAC035),,在非顯著水平上正調(diào)控AC,、TSC和AC/APC。以上這些基因的表達變化直接影響了淀粉含量的合成,,從而調(diào)控了三七主根的產(chǎn)量,。這一發(fā)現(xiàn)不僅有助于提升三七的種植效益,也為其他淀粉合成相關(guān)作物的產(chǎn)量提升提供了新的思路和方法,。
趙昶靈教授為本文的通訊作者,,在讀博士生李桂瓊和已畢業(yè)博士生張洪玲為本文的共同一作。本研究得到了國家自然科學(xué)基金資助項目“三七藥材皂苷含量‘拔雞腿’響應(yīng)性增高的機理”(項目編號82460741)和“一年生三七地上莖的黃金分割式紫化及其與皂苷積累的關(guān)系”(項目編號31460065)和文山壯族苗族自治州農(nóng)業(yè)科學(xué)院“滇東南石漠化地區(qū)特色飼草種質(zhì)資源評價和優(yōu)良種質(zhì)篩選”(項目編號WYHZ2023-01)等項目資助,。