Детоксикация соевых сапонинов необходима для прорастания семян сои
Ученые под руководством доктора Ван Годуна из Института генетики и биологии развития (IGDB) Китайской академии наук (CAS) систематически изучали физиологические функции ацетилирования соясапонина типа А.
Соясапонины, тритерпеноидные сапонины олеананового типа, содержащиеся в большом количестве в семенах сои (Glycine max L.), особенно в гипокотилях, классифицируются на четыре группы на основе фрагментов в положениях C21 и C22 углеродного остова соясапогенола (агликона). Среди них соясапонины типа А имеют гидроксильные группы как на С21, так и на С22, с сахарными цепями, как правило, на С3 (обычно три сахарных звена) и С22 (обычно два сахарных звена).
Предыдущие исследования показывают, что ацетилированные сахара в соясапонинах типа А способствуют нежелательному горькому вкусу продуктов, полученных из сои, в то время как нуль-ацетиловые соясапонины типа А лишены этой горечи. Однако конкретные ацилтрансферазы, ответственные за ацетилирование во время биосинтеза соясапонина типа А, остаются неясными.
Хотя воздействие на соясапонин ацетилтрансферазу типа А может улучшить вкусовые характеристики сои, за последние три десятилетия ни один образец сои или искусственный мутант, выделенный в результате обширного скрининга, не характеризовался высоким накоплением частичных или нулевых ацетил соя сапонинов типа А.
В этом исследовании команда Вана идентифицировала кандидатный ген ацилтрансферазы BAHD, GmSSAcT1, посредством анализа совместной экспрессии генов и волосистой корневой системы сои, и биохимически продемонстрировала, что GmSSAcT1 катализирует последовательные реакции ацетилирования соясапонинов типа А.
Разрушение GmSSAcT1 посредством редактирования генома CRISPR/Cas9 привело к полной потере соясапонинов типа А, что привело к накоплению нуль-ацетильных соясапонинов типа А и дефекту прорастания семян . Результаты были опубликованы в Journal of Integrative Plant Biology под названием «Недавно полученная ацетилтрансфераза BAHD, отвечающая за производство горького соясапонина А, необходима для прорастания семян сои».
Хотя точный механизм фитотоксичности нуль-ацетилсоясапонина А требует дальнейшего изучения, это исследование подчеркивает двойную роль GmSSAcT1 как фермента детоксикации, снижающего содержание токсичных соединений в семенах сои, и как потенциальной мишени для селекции менее горьких сортов сои.
Несмотря на проблему прорастания мутантных семян ssact1 , исследователи предположили возможность отбора сортов сои с пониженным содержанием соясапонина А и повышенным нуль-ацетил-соясапонином А из большой естественной популяции сои.
Источник: Чжан Наньнань, Китайская академия наук
