廣東
近日，河南農業大學農學院在Nature Communications上發表題為“The bHLH transcription factor
PIL1orchestrates starch synthesis in key cereal crops”的研究成果。 河南農業大學博士生孟琰珺為論文第一作者，葛強研究員、郭天財教授和康國章研究員為通訊作者。
腺苷葡萄糖焦磷酸化酶（AGPase）是控制作物淀粉合成的關鍵酶，該團隊發現bHLH轉錄因子家族成員—TaPIL1能與淀粉合成酶胞質型小亞基基因（TaAGPS1a）啟動子結合，該基因的敲除和過量表達轉基因材料的籽粒淀粉含量、粒重及產量發生了顯著變化，發現TaPIL1能正向調控小麥籽粒淀粉的合成，進而提高粒重和籽粒產量。
通過Y1H、EMSA和LUC等實驗，發現TaPIL1能與淀粉合成酶基因TaAGPS1a-7A、TaBEIIb-2D、TaGBSS1-4A啟動子上的E-box元件相結合，驅動后者的表達，調控了小麥籽粒淀粉的合成。
此外，研究發現同源基因OsPIL11和ZmPIL1分別在水稻和玉米中也通過驅動AGPS1、BEIIb和GBSSI基因的表達，調控籽粒淀粉的合成，表明轉錄因子PIL1在調控三大糧食作物籽粒淀粉合成中都具有重要作用且功能保守。
在351份六倍體小麥及其近緣種中，發現TaPIL1-5B啟動子和編碼域內存在13個等位變異，分為3種單倍型（Hap1-3）。通過比較千粒重和啟動子活性，發現Hap2/3為控制籽粒淀粉合成的優異單倍型。Hap2/3品種PIL1啟動子上一段275 bp的序列缺失，導致轉錄抑制子TaBZR1.1不能與其結合，從而提高基因表達，并進一步驅動下游淀粉合成基因表達。
TaPIL1工作模式圖
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