宋任涛教授课题组在玉米储藏蛋白调控研究中取得重要进展
本网讯 9月21日，农学院宋任涛教授课题组在生物学著名期刊The Plant Cell发表了题为“The ZmbZIP22 Transcription Factor Regulates 27-kD γ-Zein Gene Transcription during Maize Endosperm Development”的研究论文。该研究采用一种新的思路鉴定到一个胚乳特异表达的转录因子ZmbZIP22，该转录因子与已知转录因子Opaque2，PBF1和OHPs协同调控27-kD醇溶蛋白的表达。
玉米是世界上产量最高的粮食作物之一，然而在作为禽类和非反刍家畜的饲料时，仍需额外添加赖氨酸和色氨酸或富含赖氨酸和色氨酸的其它饲料，极大影响了玉米的应用。究其原因，是玉米籽粒中含量最高的储藏蛋白是醇溶蛋白，它的累积能够直接影响籽粒的营养品质，然而醇溶蛋白中非常缺乏赖氨酸和色氨酸两种必需氨基酸。因此，研究醇溶蛋白的表达调控有助于提高籽粒的营养品质。27-kD醇溶蛋白是胚乳中转录水平最高的单基因，也是含量较高的储藏蛋白，已知有多个转录因子（Opaque2，PBF1，OHP1和OHP2）直接调控其表达，然而它的转录调控机制仍未被完全解释。
宋任涛教授课题组采用了一种基于生物素标记探针Pull-down和质谱的新思路，鉴定到一个在籽粒灌浆期特异结合27-kD醇溶蛋白启动子的转录因子ZmbZIP22。多个体内和体外实验证实，此转录因子可以直接调控27-kD醇溶蛋白的表达。这种新方法可以用于其他关键基因调控因子的鉴定。该课题组还发现，ZmbZIP22可以与其他多个调控27-kD醇溶蛋白的转录因子互作，这些转录因子通过协同调控，来确保27-kD醇溶蛋白在籽粒灌浆期的稳定表达。同时在zmbzip22突变体中，27-kD醇溶蛋白累积显著降低，赖氨酸和色氨酸含量显著上升，在没有影响其它农艺性状的条件下，改善了玉米籽粒的蛋白质品质。
该研究由农学院宋任涛教授课题组完成，博士后李朝斌为论文第一作者。相关工作得到了国家科技部，国家自然科学基金委和博士后创新人才支持计划的资助。这是宋任涛课题组近年在玉米蛋白品质研究中连续发表的第五篇The Plant Cell文章。