香蕉是典型的淀粉轉化型果實(shí)。采收時(shí)高淀粉,采后成熟過(guò)程中迅速降解并轉化為可溶性糖,最終形成風(fēng)味品質(zhì)。這個(gè)過(guò)程受基因、環(huán)境因子等多種因素調節。MaBAM9b是前期通過(guò)轉錄組數據發(fā)現的果實(shí)中高表達基因,然而其作用機制尚不清楚。本研究從香蕉果實(shí)中克隆到MaBAM9b全長(cháng),其亞細胞定位、蛋白表達模式和瞬時(shí)表達等特征被解析。此外,正義和反義MaBAM9b轉化至水稻以鑒定MaBAM9b功能。MaBAM9b全長(cháng)為1599 bp,編碼532個(gè)氨基酸,包括PLN02803和糖基水解酶家族14兩個(gè)保守結構域,定位在葉綠體。MaBAM9b蛋白在香蕉果實(shí)成熟和淀粉降解過(guò)程中始終保持較高水平。香蕉果實(shí)薄片中瞬時(shí)過(guò)表達或沉默MaBAM9b表達,能夠顯著(zhù)促進(jìn)或抑制淀粉降解。水稻遺傳學(xué)證據表明,MaBAM9b過(guò)表達促進(jìn)了淀粉降解和顯著(zhù)提高了種子萌發(fā),而抑制其表達顯著(zhù)阻礙了這些生物學(xué)過(guò)程。該研究結果支持MaBAM9b在淀粉降解中的關(guān)鍵作用,并為香蕉果實(shí)品質(zhì)改良和生物育種提供了關(guān)鍵靶基因。
研究成果以《Elucidating the role of MaBAM9b in starch degradation》為題發(fā)表于《Plant Science》。中國熱科院生物所、三亞研究院劉菊華研究員為論文第一作者,苗紅霞研究員為論文共同第一作者。金志強研究員、謝江輝研究員和李新國教授為論文通訊作者。該研究獲得國家自然科學(xué)基金、國家重點(diǎn)研發(fā)計劃、國家香蕉產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系等項目資助。中國熱科院生物所和三亞研究院為第一完成單位。
文章鏈接:https://doi.org/10.1016/j.plantsci.2022.111497