食用油是粮食安全的重要组成部分。当前，我国食用油消费的65%以上依赖进口，国家食用油供给安全隐患突出。油菜作为我国第一大油料作物，占国内油料作物产油量的55%以上，对于保障我国食用油供给安全具有不可替代的支撑作用。种子脂肪酸既是油菜的产量性状，也决定着菜籽油品质。关于种子脂肪酸积累的分子机制尚不清楚，一直是作物育种家关注的最重要的科学问题之一。因此，挖掘调控种子脂肪酸积累的关键基因并解析其介导的调控机制具有重要的科学价值、经济价值和社会效益。
近日，陈明训教授团队在国际著名期刊Journal of Integrative Plant Biology上发表了题为“Antagonistic MADS-box transcription factors SEEDSTICK and SEPALLATA3 form a transcriptional regulatory network that regulates seed oil accumulation”的研究论文，揭示了MADS-box家族转录因子SEEDSTICK (STK)和SEPALLATA3 (SEP3)拮抗调控种子脂肪酸积累的分子机制。
作者发现STK和SEP3均在发育种胚中大量稳定表达且表达模式类似。通过系统的遗传和分子实验证据表明STK通过直接抑制脂肪酸合成负向调节因子MYB5和脂肪酸降解基因SFAR4的表达显著促进种子油脂积累。在蛋白质水平上，SEP3与STK在体内及体外均相互作用；在转录水平上，SEP3 作为直接靶基因位于STK下游。进一步的实验表明SEP3通过减弱STK对下游直接靶基因的结合能力进而抑制种子油脂积累。此外，作者还发现MYB5通过直接促进脂肪酸合成负向调节因子TT8和抑制脂肪酸去饱和酶基因AAD3的表达显著抑制种子油脂积累并改变种子脂肪酸组分含量。基于以上结果，作者提出了STK和SEP3拮抗调控种子脂肪酸积累的分子模型。该研究丰富了种子脂肪酸积累的调控网络，为通过生物技术培育高产优质油菜等油料作物品种奠定了基础。
STK和SEP3拮抗调控种子脂肪酸积累的分子模型
博士研究生何双呈为该论文第一作者，硕士研究生闵远昌和刘子金副教授为共同第一作者，陈明训教授为通讯作者。该研究得到了国家重点研发计划、国家自然科学基金、陕西省重点研发计划等项目资助。
原文链接：http://doi.org/10.1111/jipb.13606
编辑：吴清华
终审：郭超
