高原地區(qū)紫外輻射較強，特別是臭氧層的破壞使得紫外脅迫成為影響農業(yè)生產的重要因素。因此，解析植物在紫外脅迫條件下調控生長發(fā)育和耐受的機制、以及選育紫外耐受的作物品種對促進高原農業(yè)生產有重要意義。
中國科學院成都生物研究所王濤課題組通過系統(tǒng)地鑒定不同小麥品種在紫外脅迫和非脅迫處理條件下的表型發(fā)現(xiàn)：紫糯麥168胚芽鞘受到的紫外脅迫程度較小，并伴有大量黃酮類代謝物的積累。高通量測序結果表明，紫外脅迫對植物光合作用以及固碳相關基因的表達具有明顯的抑制作用，且紫糯麥168受到的抑制程度最小。紫糯麥168在紫外脅迫條件下的獨特表現(xiàn)是由UVR8受體介導的多種防御響應相關基因的表達產生的，包括編碼MAPK激酶、活性氧清除劑、轉錄因子、植物激素信號和酚類代謝物等相關基因。同時，利用HPLC？ESI-MS/MS技術對種植于成都和西藏的小麥籽粒進行代謝物含量與成分的測定，結果表明紫外脅迫對花青素類物質的積累具有顯著促進作用。本研究所挖掘的基因可用于遺傳改良小麥抗紫外能力。此外，富含花青素的小麥具有良好的營養(yǎng)價值，是作為功能性營養(yǎng)食品的優(yōu)異資源。
該研究結果以封面文章2019年1月16日發(fā)表于Journal of Agricultural and Food Chemistry（DOI: 10.1021/acs.jafc.8b05104）雜志。王芳博士為該論文第一作者，王濤研究員和馮波副研究員為通訊作者。該研究得到國家重點研發(fā)計劃、國家自然科學基金、中科院種子創(chuàng)新院的資助。
小麥紫外光受體編碼基因TaUVR8在紫外脅迫條件下介導花色苷的合成