利用反义和RNA干扰技术获得无氰木薯的研究

木薯(Manihot esculenta Crantz)广泛种植于全球热带地区,是全球第五大作物,为世界近6亿人提供食物。特别在非洲、南美等地均以木薯为主食，是餐桌上的美味佳肴，我国两广及海南地区亦食用木薯或作为动物饲料。但由于木薯块根皮层含有氰化物，未经加工或加工不彻底的块根对人畜有害，不可食用，导致木薯的食用或加工品质受限，影响了木薯及其相关产业的发展。本项目拟利用RT-PCR分离克隆木薯氰化物合成途径中两个关键酶基因CYP79D1 和CYP79D2（属于细胞色素p450 家族的两同源酶基因），采用反义和RNA干扰技术，构建不同类型载体进行遗传转化木薯，力求找到抑制木薯氰化物合成最有效转基因途径。最终实现筛选出遗传稳定的、块根中无氰或氰化物显著降低的木薯新种质；为利用基因工程技术改良木薯品质提供理论依据。

木薯(Manihot esculentaCrantz)广泛种植于全球热带地区,是全球第五大作物,为世界近6亿人提供食物。特别在非洲、南美等地均以木薯为主食，是餐桌上的美味佳肴，我国两广及海南地区亦食用木薯或作为动物饲料。但由于木薯块根皮层含有氰化物，未经加工或加工不彻底的块根对人畜有害，不可食用，导致木薯的食用或加工品质受限，影响了木薯及其相关产业的发展。本项目利用RT-PCR分离克隆了木薯氰化物合成途径中两个关键酶基因CYP79D1 和CYP79D2（属于细胞色素p450 家族的两同源酶基因），采用反义和RNA干扰技术，构建不同类型植物表达载体对木薯进行了遗传转化，目前获得了一批转化抗性材料，进一步的分子验证和理化指标的分析还待后续完成。最终实现筛选出遗传稳定的、块根中无氰或氰化物显著降低的木薯新种质；为利用基因工程技术改良木薯品质提供理论依据。本项目在褪黑素（受氢氰酸影响）对木薯采后生理褐变的延迟作用的影响亦给予了支持研究。在该项目研究中，我们实验结果表明褪黑素能够显著延缓木薯块根中的采后生理变质（PPD），这一过程中H2O2含量减少，过氧化氢酶（CAT）和过氧化物酶（POD）活性提高。此外，转录组分析鉴定出了PPD过程中的3425个差异表达褪黑素基因，这些基因与代谢、离子平衡、酶活等相关。对受影响通路的进一步详细分析表明，褪黑素作用于ROS清除和ROS信号转导通路，包括抗氧化酶、钙信号、MAPK级联和早期的转录因子。综上所述，本研究产生的影响机制的新见解和褪黑素对延迟PPD和提供了一个很好的策略，以延长保质期，提高块根品质。