实验室研究进展--中国科学院东北地理与农业生态研究所中国科学院大豆分子设计育种重点实验室（学科组群）

东北地理所在大豆氨基酸转运蛋白基因家族分析取得进展

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来源： | 发布时间：2024-04-17 | 【大中小】

大豆（Glycine max (L.) Merr.）是一种重要的经济和油料作物，全球约30%的食用油和69%的膳食蛋白质来自大豆。大豆蛋白质因富含人类必需的8种必需氨基酸，被誉为“最理想的蛋白来源之一”，较动物蛋白具有低热量、不含胆固醇、无激素和抗生素超标风险等优点。在我国，豆油在占植物油食用消费的50%左右，豆粕在饲料蛋白中的占比达80%。我国过度依赖国外大豆进口（约85%）主要是由于用于动物的饲用蛋白需求量持续增加，而且这种趋势短期内不会改变。因此，在目前大力促进高油高产大豆培育的情况下，稳定或逐步提高大豆蛋白质含量对于提高我国植物蛋白供给、改善大豆品质、提升国产大豆国际市场竞争力，无论在现在和将来都具有重要意义。

与其他作物相比，大豆需要吸收和转运更多的氮来确保种子的正常生长和蛋白质积累。植物氨基酸转运蛋白参与非生物胁迫反应，在氨基酸吸收和转运、提高作物产量和种子品质中起重要作用。但对大豆氨基酸转运蛋白GmAAPs尚未开展全面的研究。全面解析大豆AAP家族基因的进化和表达模式，特别是其在低氮胁迫下的响应十分必要。

东北地理所大豆遗传与分子改良学科组张恒友研究员团队在大豆基因组（Glycine max Wm82.a2.v1）中鉴定了36个大豆GmAAP基因（图1）。全面调查了GmAAPs的基因结构、保守结构域、进化关系和启动子区的顺式调控元件及其在低氮胁迫下的表达模式。研究鉴定了5个GmAAPs基因显著响应低氮胁迫，为评价AAPs基因对大豆蛋白质积累的影响提供了基因资源。目前，研究团队正在对重要的GmAAP基因开展转基因功能分析，进一步阐明AAP如何影响植物生长或种子蛋白质含量。

研究成果近期发表在国际期刊Agronomy-Basel (IF:3.7)上。东北地理所硕士研究生张远和特别研究助理王乐博士为论文共同第一作者，张恒友研究员、河南农业大学张丹教授为共同通讯作者。研究得到黑龙江省自然科学基金（JQ2022C005），国家自然科学基金（32272176）和东北地理所创新团队（2022CXTD03）等项目联合资助。

图1 GmAAP基因家族在染色体上的位置

论文信息：

Yuan Zhang,Le Wang,Bao-Hua Song,Dan Zhang,and Hengyou Zhang. Genome-Wide Identification,Characterization,and Expression Analysis of the Amino Acid Permease Gene Family in Soybean. Agronomy-Basel,2024,14(1):52.

论文连接：

https://doi.org/10.3390/agronomy14010052

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