近日，美国加州大学戴维斯分校田莉教授团队，在权威杂志Plant Biotechnology Journal在线发表了题为“Mutant combinations of lycopene ε-cyclase and β-carotene hydroxylase 2 homoeologs increased β-carotene accumulation in endosperm of tetraploid wheat (Triticum turgidum L.) grains” 的研究论文。该研究论文利用四倍体小麦的TILLING 突变体，得到了阻碍β-胡萝卜素合成的关键基因LCYe和HYD2的不同突变体组合，并对其生化和生理性状进行了综合评价。该研究为四倍体小麦的维生素A原生物强化提供了理论和材料基础。
维生素A是人体必需的营养物质。维生素A原类胡萝卜素可以在人体内转化成维生素A，其中以β-胡萝卜素最为有效。由于主食中几乎不含有这类类胡萝卜素，β-胡萝卜素在主粮作物中的生物强化将为缓解维生素A缺乏症在高度依赖主食的人群中的流行，提供经济且长期有效的解决方案。该团队从四倍体小麦的TILLING突变体库中筛选出了β-胡萝卜素竞争通路上的关键分支酶——番茄红素ε-环化酶（lycopene ε-cyclase，LCYe）和β-胡萝卜素下游的一个羟化酶——β-胡萝卜素羟化酶2（β-carotene hydroxylase 2， HYD2）的功能缺失突变体。并通过杂交得到了这些突变体的不同杂交组合。进一步研究发现，敲除HYD2基因可以使四倍体小麦胚乳中β-胡萝卜素含量显著增加。尤其是同时敲除HYD2和LCYe实现了胚乳中的β-胡萝卜素含量高达六倍的提高。经过生理和生化方面的综合评估，研究人员筛选到了既有高β-胡萝卜素积累量，同时不影响正常生理性状的突变体组合，并将其投入到田间试验中。这些突变体组合未来可以直接用于培育富含β-胡萝卜素的四倍体小麦品种。
美国加州大学戴维斯分校于舒博士为论文的第一作者，田莉教授为本文的通讯作者，美国加州大学戴维斯分校的Jorge Dubcovsky教授也参与了此项研究。本研究得到了美国农业部NIFA等项目的资助。
原文链接：
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/epdf/10.1111/pbi.137
