细胞壁转化酶OsGIF1通过调控糖激素代谢基因提升转基因大豆籽粒营养与产量的机制研究

本研究针对细胞壁转化酶在种子油脂合成中功能未知的问题，由研究人员通过异源表达水稻OsGIF1基因开展转基因大豆功能研究。结果表明OsGIF1显著提升籽粒产量、蛋白质和淀粉含量，调控氨基酸与脂肪酸组成，并上调糖激素代谢相关基因表达，为油料作物遗传育种提供新策略。

　　

细胞壁转化酶（cell wall invertase）在植物生长发育中具有多重功能，但其在种子油脂生产中的生物学作用尚未明确。本研究将水稻（Oryza sativa）细胞壁转化酶基因OsGIF1（GRAIN INCOMPLETE FILLING 1）异源表达于大豆（Glycine max）中，系统探究了该基因对谷物产量和种子营养的影响。

研究发现，OsGIF1的组成型表达显著提高了转基因植株的生物量、谷物产量和种子营养价值。转基因种子中蛋白质和淀粉含量显著增加，而油脂含量未发生明显变化。此外，组氨酸、色氨酸、天冬酰胺、谷氨酰胺、棕榈酸和亚油酸含量上升，但油酸和亚麻酸含量下降。进一步的转录组分析表明，转基因植株中与糖代谢和激素代谢相关的基因显著上调。

这些发现为利用该基因改良油料作物的谷物产量和营养品质的遗传育种提供了直接依据。