中國農業科學院生物技術研究所作物代謝調控與營養強化創新團隊在高花青素玉米種質創制方面取得新進展,相關成果于2018年6月15日發表在《Plant & Cell Physiology》上。
花青素在糖尿病、肥胖癥等疾病預防及治療、功能性食品制造和食品著色劑上具有廣泛應用。與其他產花青素植物相比,玉米具有生物量大,耐儲運等優勢,但目前紫玉米種質中花青素僅在種皮或糊粉層細胞中(單層細胞)積累,含量約為200 mg/kg(干質量)。
研究團隊以玉米胚中特異表達的雙向啟動子PZmBD1為基礎,搜集胚乳特異性順式作用元件并根據其特性組成不同的組合融合到PZmBD1中,得到種子特異表達的雙向啟動子P2R5SGPA。以該啟動子驅動花青素合成的調控基因ZmC1和ZmR2以及結構基因ZmBZ1和ZmBZ2,構建了多基因表達體系,穩定轉化玉米,實現了花青素在玉米胚和胚乳中合成,積累量高達2 910 mg/kg(干質量),創制了高花青素紫玉米種質,為花青素的功能性食品制造和著色劑生產拓寬了新資源。