复合蓝红光调控玉米幼苗根系维生素C与维生素E协同积累的分子机制及营养强化应用

为解决植物营养强化与低能耗栽培问题，研究人员通过光谱调控探究玉米幼苗维生素C（AsA）和维生素E（α-生育酚）的积累机制。发现蓝光/白光促进全株积累，而复合蓝红光特异性提升根系含量，关键基因ZmGME、ZmVTC2（维生素C合成）与ZmHPT、ZmTMT（维生素E合成）协同响应氧化应激，为功能性作物培育提供新策略。

　　

维生素C（AsA）和维生素E（α-tocopherol）作为植物体内高效抗氧化剂，可协同清除活性氧（ROS），同时也是人体必需营养素。研究发现，通过光谱调控可定向优化玉米幼苗的营养积累：蓝光和白光显著提升全株AsA与α-tocopherol含量，而复合蓝红光特异性促进根系中两种维生素的富集。分子机制解析表明，AsA合成关键基因ZmGME（GDP-甘露糖-3,5-差向异构酶）、ZmVTC2（GDP-L-半乳糖磷酸化酶）与再生基因ZmDHAR（脱氢抗坏血酸还原酶）通过抗坏血酸-谷胱甘肽循环（AsA-GSH cycle）响应氧化压力；同时，维生素E合成限速酶ZmHPT（同质体醌甲基转移酶）和ZmTMT（γ-生育酚甲基转移酶）在根系中被特异性激活。该研究为低能耗培育高营养价值玉米幼苗提供了理论依据，其光谱调控策略可拓展至功能性芽苗菜生产领域。