中國科學(xué)院遺傳發(fā)育所發(fā)現(xiàn)苦味皂苷合成新成員參與大豆種子萌發(fā)

　　大豆【Glycine max （L.） Merrill.】屬豆科（Leguminosae）、蝶形花亞科（Papilionozdeae）、大豆屬植物，屬內(nèi)分為Glycine和Soja兩個亞屬，原產(chǎn)中國?，F(xiàn)有大豆種質(zhì)資源豐富，有適應(yīng)于熱帶、溫帶、高低緯度地區(qū)廣泛種植的多個品種。除了熟知的蛋白和油脂，大豆籽粒中還含有豐富的、對人體健康有益的特異性代謝物（Plant specialized metabolites），如大豆皂苷。根據(jù)羥基修飾基團的不同，大豆皂苷主要分為A類、B類和DDMP類。先前研究表明，大豆中苦澀味的主要來源為A類皂苷，而A類皂苷C-22位末端糖的乙酰基是導(dǎo)致苦味的直接原因。因此，在大豆食品實際生產(chǎn)中常會去除富含A類皂苷的籽粒胚軸；大豆育種工作者致力于篩選A類皂苷完全缺失，或含有未乙酰化修飾A類皂苷的大豆品系。目前，關(guān)于大豆皂苷A乙?；D(zhuǎn)移酶（Soyasaponin acetyltransferase，GmSSAcT）的編碼基因尚未見報道。

 

　　中國科學(xué)院遺傳與發(fā)育生物學(xué)研究所王國棟研究組利用基因共表達分析，在大豆103個BAHD類?；D(zhuǎn)移酶成員中確定GmSSAcT1為候選基因。體外生化分析表明，GmSSAcT1可利用去乙?；腁a和Ab大豆皂苷為底物連續(xù)催化三步或四步乙酰化反應(yīng)生成大豆皂苷Aa和Ab。本研究未發(fā)現(xiàn)GmSSAcT1具有先前報道的可以催化異黃酮丙二酰化反應(yīng)。同時，進化樹分析和蛋白結(jié)構(gòu)模擬表明，GmSSAcT1的新功能來源于大豆異黃酮丙二?；D(zhuǎn)移酶的基因復(fù)制和功能分化。利用Cas9技術(shù)構(gòu)建的突變體材料Ab類大豆皂苷幾乎檢測不到，而去乙酰化的大豆皂苷則顯著提高。ssact1突變體純合材料均表現(xiàn)出種子不萌發(fā)，可解釋為何前期大規(guī)模突變體篩選未獲得富含未乙?；揎桝類皂苷的大豆株系。該研究在進一步完善大豆籽粒中A類大豆皂苷生物合成認(rèn)知的基礎(chǔ)上，為培育含有未乙?；揎桝類皂苷（苦味降低）的大豆品系奠定了基礎(chǔ)。？

 

　　8月7日，相關(guān)研究成果以A recently evolved BAHD acetyltransferase, responsible for bitter soyasaponin A production, is indispensable for soybean seed germination為題，發(fā)表在Journal of Integrative Plant Biology（DOI：10.1111/jipb.13553）。研究工作得到國家重點研發(fā)計劃和中國科學(xué)院重點部署項目的支持。