近日，中国农业科学院烟草研究所烟草功能成分与生物合成创新团队从中国菰米中鉴定到两个花青素合成的关键调控基因，并通过转水稻功能验证阐明了其在水稻种子花青素生物强化中的作用机制。相关研究成果发表在《食品化学(Food Chemistry)》(JCR TOP5%, IF=8.5)。

中国菰米是一种全谷物，其所含的酚酸、类黄酮和花青素等植物化学物质具有优异的抗氧化特性，是一种很有潜力的功能性食品原料。与常见的无色稻米相比，中国菰米具有更为丰富的类黄酮和花青素等功能成分，但是关于中国菰米花青素合成关键基因挖掘还很少。因此，从生物强化角度挖掘中国菰米花青素合成关键基因，并解析其在水稻等主粮营养强化中的机制，对于选育功能型水稻品种、保障国家粮食安全和维护人民营养健康具有重要意义。

该研究在系统鉴定中国菰MYB转录因子家族的基础上，通过基因组共线性分析克隆到两个花青素合成的关键调控基因ZlMYB1和ZlMYB2，其过表达能够显著提高水稻种子总黄酮、总花青素、抗氧化活性及其α-葡萄糖苷酶和酪氨酸酶的酶抑制作用。通过黄酮代谢组、转录组、基因表达分析以及酶活性等生理生化指标的测定，明确该基因能够激活水稻花青素生物合成结构基因F3’H和UFGT表达。该研究提出了用杂粮基因来实现主粮营养强化的思路，同时也为杂粮功能成分基因资源挖掘及其在主粮营养强化中的利用提供了范例。

该研究得到了中央级公益性科研院所基本科研业务费、中国农业科学院青年创新专项、山东省自然科学基金等项目的资助。

原文链接：https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2024.140670