基因发现可以提高玉米的品质、产量

罗格斯领导的一项研究显示，研究人员发现，在广泛食用的玉米中合成淀粉和蛋白质的基因调节剂后，可能能够提高玉米产量和营养价值。

这项发表在《美国国家科学院院刊》(Proceedings of The National Academy of Sciences)上的研究成果，可能会让南美、非洲和其他地区依赖玉米获取营养的数百万人受益。

该研究称，全球玉米供应依赖于提高产量和质量，而这有赖于玉米胚乳中淀粉和蛋白质的积累。胚乳是包围胚胎的种子组织，是人类营养的重要来源，含有淀粉、油脂和蛋白质。

罗格斯大学-新布伦瑞克分校瓦克斯曼微生物研究所的博士后张志勇说:“我们发现了一种新的方法，可以发现淀粉和蛋白质合成过程中新的调节因子，而淀粉和蛋白质的合成决定了粮食的产量和质量。”

张说，科学家们发现了玉米淀粉和蛋白质是如何在胚乳中同时合成的，这可以让他们在营养质量和产量之间找到一个很好的平衡。玉米的驯化和现代育种逐渐增加了胚乳中的淀粉含量，但降低了蛋白质的积累。

研究人员观察了玉米籽粒中被称为zeins的关键蛋白质，这些蛋白质缺乏赖氨酸，赖氨酸是一种必需氨基酸(蛋白质的组成部分)，导致营养质量低下。在过去几十年的玉米育种过程中，人们通过种植玉米中含有较低水平的zeins来增加赖氨酸的含量。尽管如此，目前赖氨酸水平过低，无法满足世界人口迅速增长的需要。

因此，分子遗传学家和玉米育种家正试图通过阻断玉米醇溶蛋白和所谓的转录因子来大幅降低玉米醇溶蛋白水平，以提高玉米的营养质量。转录是指基因DNA中的信息转移到RNA中，从而产生在人体组织、器官、结构和功能中发挥关键作用的蛋白质。

研究小组发现，两个转录因子在调控淀粉和蛋白质的合成中发挥着关键作用，为进一步在分子水平上全面了解营养品质与产量之间的平衡关系奠定了基础。

罗格斯大学的合著者包括博士后研究员董家强和瓦克斯曼研究所所长、资深作家约阿希姆·梅辛。上海生物科学研究所、植物生理研究所的科学家中国科学院生态学研究所参与了这项研究。