中国科学院发现甘薯膨大关键基因，揭秘块根发育机制
中国科学院发现甘薯膨大关键基因，揭秘块根发育机制
中国科学院分子植物科学卓越创新中心近日在甘薯块根膨大机制研究中取得重大突破。该中心张鹏研究组与陈洛南研究组合作，通过动态网络生物标记（DNB）分析，发现了一个关键基因IbNAC083，揭示了其在甘薯块根形成中的核心作用。这一研究成果发表在国际知名期刊《The Plant Journal》上，为提高甘薯产量和品质提供了新的科学依据。
甘薯是世界第六大粮食作物，其块根富含淀粉，具有重要的营养价值和工业用途。然而，甘薯块根的形成和膨大机制一直未被完全解析。张鹏研究组通过收集甘薯不同发育阶段的样本，运用转录组学和生物信息学方法，成功识别出IbNAC083这一关键基因。
研究发现，IbNAC083在甘薯块根发育的起始阶段发挥着至关重要的作用。通过基因表达谱分析和亚细胞定位实验，研究人员确认IbNAC083在根系各细胞类型中均有表达，并定位于细胞核内。进一步的实验表明，IbNAC083不仅调控根系的起始膨大，还影响着木质素、黄酮醇和淀粉的生物合成，这些物质对块根的正常发育至关重要。
值得注意的是，研究团队采用了先进的动态网络生物标记（DNB）方法，这是一种用于识别复杂系统临界点的分析技术。通过DNB分析，研究人员精确锁定了甘薯块根膨大的关键时期，并筛选出与之相关的差异表达基因。这一方法的运用，为解析植物发育过程中的关键调控因子提供了新的思路。
张鹏研究组长期致力于植物基因功能研究，在木薯和甘薯等作物的分子生物学领域积累了丰富的经验。近年来，该团队在基因编辑技术应用、代谢组学分析等方面取得了一系列重要成果，为农作物的遗传改良提供了有力支持。
这一发现不仅揭示了甘薯块根发育的分子机制，更为未来通过基因工程手段改良甘薯品种提供了新的靶点。通过调控IbNAC083基因的表达，有望培育出产量更高、品质更好的甘薯新品种，这对于保障粮食安全、促进农业可持续发展具有重要意义。
这一突破性研究再次彰显了中国科学院在植物科学研究领域的领先地位，也体现了我国在农作物基础科学研究方面的持续创新。随着相关研究的深入，我们有理由期待，这一发现将为我国乃至全球的甘薯生产带来积极影响。