蓝光诱导大豆芽苗菜黄酮类化合物合成的机理

Light environment control is a crucial technology improving sprouts nutrition and guaranteeing the food safety. Our preliminary experiments indicated that the biosynthesis of flavonoids which are beneficial to the health, was significantly induced by the irradiation of blue light in soybean sprouts. However, Ca2+ chelating agents repressed this process. The mechanisms underlying remain unknown. By applying transcriptomic analysis, proteomic technology and mutants building, this project will (1) identify the key factors in blue light-induced flavonoids accumulation;(2) elucidate their mechanisms of regulating flavonoids biosynthesis under blue light ; explore the relationship between Ca2 + signaling pathways and blue light-induced biosynthesis of flavonoids; build several transgenic lines with more flavonoid accumulation in soybean sprouts. The results will not only reveal the mechanism of flavonoids biosynthesis under blue light in soybean sprouts, but also provide scientific basis, approaches and materials for the industrial production of soybean sprouts.

光环境调控是一项提高芽苗菜营养品质、保障食品安全的关键技术。我们前期研究发现蓝光显著诱导大豆芽苗菜中对人体有益的黄酮类化合物含量的增加，且Ca2+信号可能参与蓝光介导的黄酮类化合物合成，但是相关作用机理目前还不清楚。本项目以大豆芽苗菜为主要试验材料，分析不同蓝光照光模式下大豆芽苗菜中黄酮类化合物含量的变化；应用转录组学、蛋白质组学及转基因技术研究蓝光调控黄酮类化合物合成的关键因子；阐明关键因子在蓝光调控大豆芽苗菜黄酮类化合物合成中的作用机制；明确Ca2+信号系统在蓝光诱导黄酮类化合物合成中的作用；并获得1-2个蓝光下增加黄酮类化合物含量的大豆转基因株系。研究结果不仅能深入揭示蓝光诱导大豆芽苗菜黄酮类化合物合成的机理，也为蓝光调控应用于大豆芽苗菜工厂化生产提供科学依据、技术途径和材料。

光环境调控是一项提高芽苗菜营养品质、保障食品安全的关键技术。我们前期研究发现蓝光显著诱导大豆芽苗菜中对人体有益的黄酮类化合物含量的增加，但是相关作用机理目前还不清楚。本项目以‘东农690’大豆芽苗为试验材料，LED蓝光光照处理，通过代谢组、转录组结合分子生物学实验方法，探究了蓝光调控大豆芽苗下胚轴中花青苷积累的分子机制。研究包括：（1）基于LC-MS，定量定性分析了CaCl2和钙离子拮抗剂对大豆芽苗下胚轴中花青苷组成和含量的影响，明确了钙信号在蓝光调控花青苷合成中的作用；（2）对光照培养的下胚轴进行RNA-seq 测序分析，通过差异基因网络共表达分析，筛选花青苷代谢途径中响应蓝光信号的关键结构基因和转录因子；（3）鉴定和克隆响应蓝光信号的核心转录因子GmMYB75和GmMYB90，确定其上游的调节基因和下游的靶基因，明确其在花青苷代谢网络中的作用。本研究初步阐述了蓝光对大豆芽苗中花青苷合成的调控机制，为蓝光调控技术应用于豆芽菜工厂化生产提高营养品质提供理论依据。