開発中の大豆の種子のトランスクリプトミックシグネチャーは,家畜化中に油の蓄積の分子機構を明らかにします

科学分野:

• 植物遺伝学とゲノミクス
• 栄養科学とは,栄養科学である.
• 農業バイオテクノロジー 農業バイオテクノロジー

背景:

• 種油の含有量は大豆の重要な栄養特質であり,家畜化によって著しく影響を受けています.
• 大豆の家畜化中に油の強化を促す正確なトランスクリプトミックのメカニズムは,完全に理解されていません.

研究 の 目的:

• 大豆の家畜化中に種油の含有量増加に責任のある転写レギュレータと経路を特定する.
• 石油の蓄積を制御する遺伝子ネットワークを明らかにするために,複数のトランスクリプトーム解析を統合する.

主な方法:

• 野生の豆と栽培の豆の種子トランスクリプトームの配列解析. 4つの発達段階を横断する.
• 微分発現,加重遺伝子共発現ネットワーク,コアネットワーク,家畜化シグネチャー,およびレギュレータ標的濃縮分析の統合.
• 高油量栽培,中油量栽培,低油量野生大豆の比較分析.

主要な成果:

• 油の蓄積には2つの異なるモジュールクラスが関連していた:栽培/野生特異的および発達段階特異的 (S1/S4).
• 2つの主要な石油生物合成経路 (脂質調節軸とPLIP1依存経路) を特定し,糖分解に関連付けました.
• GmLEC1a-GmWRI1a/GmWRI1bのカスケードが強調され,脂肪酸とステロールの生物合成のための代謝を調整しました.
• ドメスティケーションシグネチャーは,段階特有のモジュールで強化され,油含量と種子の大きさの共ドメスティケーションを示唆しました.

結論:

• 大豆の化により,GmLEC1a-GmWRI1bカスケードを通じた初期の転写ネットワーク (S1段階) の再配線によって種油が強化されました.
• このカスケードは,炭素の流れを脂肪酸とトリアシルグリセロールのバイオシンセシスに効果的に導きます.
• 転写因子や代謝遺伝子を含む15のシナジスティックターゲットが,大豆種油の含有量を改善するために精密育種に優先されました.