通过编辑Cis调节元件来适度调节SBEIIb基因表达,增强了大米中抗性粉含量
Qingqing Yang1,2,3, Ying Ye1,2, Jiannan Zhu1,2
1Jiangsu Key Laboratory of Crop Genomics and Molecular Breeding/Zhongshan Biological Breeding Laboratory/Key Laboratory of Plant Functional Genomics of the Ministry of Education, College of Agriculture, Yangzhou University, Yangzhou, China.
研究人员确定了cis-regulatory元素 (CREs),以增加米中的耐性粉 (RS),而不会产生负面影响. 这一发现有助于开发更健康的水品种,用于预防糖尿病和高脂血症.
科学领域:
- 植物生物技术 植物生物技术
- 营养基因组学 营养基因组学
- 农业科学 农业科学
背景情况:
- 米是全球的主食,抗性粉 (RS) 含量增加为预防糖尿病和高脂血症提供了潜在的健康益处.
- 以前试图增加大米的RS导致了不良的农学特征,如减少谷物重量和改变种子形态.
研究的目的:
- 识别能够在不损害农业性能的情况下提高大米RS含量的 cis调节元素 (CREs).
- 了解高RS积累背后的分子机制及其对大米内代谢的影响.
主要方法:
- 利用对转移酶可访问染色体测序 (ATAC-seq) 的测试,DNAase I过敏部位测序 (DNase-seq) 和生物信息分析来识别CREs.
- 进行了粉结构分析,转录组学和代谢组学,以评估已识别的CREs对大米内的影响.
- 进行基因研究以确定与CREs结合的转录因子.
主要成果:
- 确定了两个与SBEIIb基因相关的CREs,导致突变大米系中的RS含量增加了约5.31倍.
- 在高RS突变中,没有观察到对粉形态,粒状或主要农业学特征的不良影响.
- 发现中长链氨基胺的增加有助于高RS表型,并注意到轻微的代谢途径变化.
结论:
- 已识别的CREs提供了一种开发高RS大米品种的策略,可以改善健康效益,而不会造成不利的农学后果.
- 发现转录因子NAC20,NAC23和NAC26通过与已识别的CREs结合来共同调节SBEIIb基因表达.
- 这项研究支持开发更健康的米和潜在的其他谷物品种,增加RS含量.
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