干旱胁迫提升角鲨烯生物合成

近日，中国农业科学院麻类研究所功能因子利用与生物合成创新团队研究发现，在干旱胁迫下，叶片中角鲨烯的含量急剧增加，与角鲨烯生物合成相关基因的表达也显著提升，表明干旱胁迫能提升角鲨烯含量，角鲨烯生物合成在经济作物抗逆性中起着至关重要的作用。相关研究结果发表在《植物胁迫(Plant Stress)》上。

干旱对农业经济作物生产具有重要的影响。角鲨烯是生物体内自然合成的一种高价值活性物质，具有增强机体免疫能力、促进血液循环、活化机体细胞抗氧化等作用。许多重要的经济作物如橄榄、油茶等均富含角鲨烯。然而，干旱胁迫下不同组织和品种间角鲨烯生物合成相关基因在转录水平上的调控网络目前还未阐明。本研究使用6种方法研究不同内参基因在不同组织不同品种中受干旱胁迫后的表达稳定性，结果发现橄榄泛素结合酶 UBC1在干旱胁迫下表达相对稳定。进一步研究发现角鲨烯合成酶SQS在叶片中的表达量最高，且叶片中角鲨烯含量也最高。而在干旱胁迫下，叶片中角鲨烯的含量急剧增加，增加了至少50%，同时与角鲨烯生物合成相关基因的表达也显著提升，尤其是羽扇豆醇合酶 LUPS的表达水平显著上调，表明干旱胁迫能提升角鲨烯含量，角鲨烯生物合成是作物潜在抗干旱的重要路径。该研究将有助于深入研究非生物胁迫下重要次生代谢产物的生物合成路径的调控机制。

该研究获得湖南省自然科学基金与中国农业科学院科技创新工程的资助。

原文链接：https://doi.org/10.1016/j.stress.2024.100575

        干旱胁迫下角鲨烯含量以及角鲨烯生物合成相关基因的表达变化