玉米(ZMays)是世界主要粮食作物之一,其淀粉含量约占籽粒比重的70%左右,淀粉的理化性质会直接影响玉米的产量和品质。淀粉以光合作用产物蔗糖为原料,由多种关键酶共同参与合成,主要酶包括:腺苷二磷酸葡萄糖焦磷酸化酶(ADP-glucosepyrophosphorylase,AGPase)、淀粉合成酶(starchsynthases,SS)、淀粉分支酶(starchbranchingenzymes,SBE)、淀粉去分支酶(starch-debranchingenzymes,DBE)和淀粉磷酸化酶(starchphosphorylase,PHO)。目前,玉米籽粒中淀粉生物合成关键酶的功能已较为清楚，但目前对其合成基因表达的分子调控机制的了解仅限于转录因子。
近日，四川农业大学*玉碧课题组联合农科院作物所李新海课题组及四川农业大学张*杰课题组通过收集玉米胚乳发育多个时期的转录组，小RNA组和DNA甲基化组数据，建立了淀粉合成的调控网络图谱。其研究结果发表在10月24日的PlantJournal，标题为CoordinatedregulationofstarchsynthesisinmaizeendospermbymicroRNAsandDNAmethylation。
RNA-seq分析显示在9-10DAP时转录水平剧烈变化，淀粉和蔗糖代谢相关基因发生明显上调表达，而此时也正是淀粉迅速积累的时期（见下图）。
在玉米胚乳发育过程中，抑制TFs表达的miRNA，特别抑制那些控制SSG表达的TFs在玉米胚乳发育过程中被广泛下调（见下图）。通过表达模式分析，该研究在淀粉合成基因（SSG）和转录因子之间建立了一个全面的网络。
ZmMYB和ZmMYB影响了Du1/Wx和Ae1/Bt2基因在其各自启动子区域的转录活性。两个TF在转录后水平上受到Zma-miRk-3p的负调控。这表明miRNA是淀粉合成的重要调节剂。此外，除TF外，SSG和miRNA的表达也均受DNA甲基化状态的调节。该研究结果揭示了miRNA和DNA甲基化在淀粉合成中的重要调节功能，且DNA甲基化是主要的调控开关。
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