近日，我所作物代谢调控与营养强化创新团队陈茹梅课题基于双向启动子和2A连接肽的玉米多基因表达体系取得了阶段性的成果， 以该体系开展的改变花青素合成相关基因时空表达，在胚中积累花青素的工作发表在国际知名刊物《Plant biotechnology Journal》，是双向启动子研究的应用延伸。

    该研究利用前期工作挖掘的一个玉米胚特异性双向启动子PZmBD1和2A连接肽为关键支撑点，利用多个可视化报告基因和花青素合成相关的基因，建立了一个可同时驱动11个基因同步表达的多基因表达体系。无论是通过基因枪介导的幼胚瞬时表达体系还是稳定表达的转基因玉米植物中，均可检测到报告基因和花青素相关基因的表达。实验结果表明该体系具有载体构建简便快捷、基因表达高效同步的特点。

    花青素作为一种天然存在的强抗氧化活性物质，在一些疾病预防、功能性食品制造和食品饮品着色剂添加中均扮演重要角色。但目前的紫玉米种质中，花青素在籽粒中的积累只是在种皮或糊粉层细胞中（单层细胞）。所以，为了提高玉米籽粒中花青素的含量，该多基因表达体系在引入两个转录因子ZmC1和ZmR2以及两个结构基因ZmBZ1和ZmBZ2后，首次以基因工程的方式在玉米胚中实现花青素的生物合成与积累，创制了高花青素的紫胚玉米种质。

    以生物反应器生产多种外源蛋白、多性状聚合分子育种、对一个复杂代谢途径进行多点同步干预以及异源重构完整代谢途径等研究时，传统的单基因或者少数几个基因的操作则耗时耗力。本研究中的多基因表达体系就可以很好的解决上述问题，服务于复杂的代谢工程与植物生物技术。高花青素紫胚玉米种质的创制就是一个很好的应用实例。

    该研究由自然科学基金和转基因重大专项资助，该文章以陈茹梅研究员为通讯作者，以柳小庆副研究员为第一作者。

    文章链接: http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/pbi.12883/full