上海生科院发现木质素影响甘薯储藏根发育的直接证据

2016年1月4日，Nature子刊ScientificReports杂志发表了中国科学院上海生命科学研究院植物生理生态研究所张鹏研究组题为AlteredPhenylpropanoidMetabolismintheMaizeLc-ExpressedSweetPotato(Ipomoeabatatas)AffectsStorageRootDevelopment的研究论文。该工作揭示了木质素和淀粉竞争碳源，影响甘薯储藏根的发育。

甘薯是全球重要薯类作物，提供全球至少8亿人口的食品和工业原材料。储藏根发育的调控一直是备受关注的科学问题，深入了解储藏根发育机制对提高薯类产量具有重要意义。

张鹏研究组的王红霞等发现在紫薯中表达玉米转录因子Lc不仅提高了全株花青素的含量，而且影响储藏根的发育，形成类似“牛蒡根”的储藏根，薯型细长，产量及淀粉含量下降。进一步基因表达分析表明转基因植株储藏根中PAL表达显著上调，木质素合成基因4CL、C4H、CAD的表达也显著提升；木质素染色及含量测定确证了储藏根木质素的沉积。进一步分析发现转基因植株全株β-amylase的酶活明显提高，淀粉降解加速，叶片淀粉合成增强，说明通过加速叶片和储藏根中的淀粉降解可以补充根膨大所需的碳源。该研究为揭示木质素合成与储藏根发育的内在关系提供了新认识和思路。

该研究得到科技部“863”计划、国家国际科技合作专项、国家自然基金委、上海市绿化与市容局专项等项目资助。