中國農科院生物所創制高花青素玉米種質

近日，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，創制了高花青素紫玉米種質，該工作是雙向啟動子研究和紫胚種質創制工作的延伸，為花青素的功能性食品制造和著色劑生產拓寬新資源。相關成果發表在植物科學類雜志《植物與細胞生理學（Plant & Cell Physiology）》。

花青素是天然存在的黃酮類物質，不但是強效抗氧化劑，而且能夠提高人體對維生素的吸收利用率。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生物量有限的種皮或糊粉層細胞中（單層細胞）積累，含量約為200 mg/kg干重。

花青素的合成是多個酶參與的復雜過程，調控相對復雜。為了提高玉米籽粒中花青素的含量，該研究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2910mg/kg 干重，創制了高花青素紫玉米種質。

該研究由轉基因重大專項、國家自然科學基金和國家重點基礎研究計劃資助，柳小慶副研究員和李素貞博士為共同第一作者，陳茹梅研究員為通訊作者。