科技日报实习记者 洪敬谱
记者21日从安徽农业大学获悉，该校园艺学院朱晓彪教授团队与国内外同行合作，揭开了马铃薯液泡转化酶基因受低温诱导高度上调表达之谜。相关研究成果近日发表在植物学领域期刊《植物细胞》上。
马铃薯块茎含水量较高，通常放入低温下贮藏，以减少发芽和病害带来的严重损失。然而，低温贮藏时液泡转化酶基因编码的液泡转化酶能将蔗糖水解成还原糖，引起“低温糖化”，进而导致马铃薯油炸产品中潜在致癌物质——丙烯酰胺含量的显著增加，严重威胁到人类健康。
研究人员发现，液泡转化酶基因在马铃薯低温糖化过程中起着至关重要的作用，其在常温块茎中的表达量始终维持在很低水平，但在低温块茎中显著上调表达。研究人员从先前构建的马铃薯全基因组超敏感位点图谱中检测到一个位于液泡转化酶基因第二个大内含子的超敏感位点，推测该超敏感位点可作为增强子调控液泡转化酶基因的表达；研究人员将马铃薯液泡转化酶基因的第二个大内含子构建到增强子检测系统中进行验证，结果发现该内含子包含一个对低温响应的增强子。研究人员借助模式植物拟南芥，采取DNA片段截短分析策略，最终将该增强子精准锁定到200个碱基的范围，并将其命名为VInvIn2En。进一步试验验证了该增强子VInvIn2En的功能等同于整个大内含子。
低温诱导型增强子VInvIn2En是否对液泡转化酶基因自身起调控作用呢？“为了揭开这个谜底，我们利用两套多位点基因组编辑系统，分别对二倍体和四倍体马铃薯进行研究，结果VInvIn2En增强子缺失系低温块茎中液泡转化酶基因的表达量均显著下降，且油炸薯片颜色也明显变浅。”朱晓彪说，这一结果有力地证实了该增强子VInvIn2En对液泡转化酶基因自身起调控作用。
朱晓彪表示，研究发现的增强子VInvIn2En已提交申报美国专利，该项研究成果为研究植物逆境应答相关基因的调控和适应提供了很好的模型系统。
