Beta-葡聚糖是由β-(1,3)和β-(1,4)糖苷键连接的非纤维素多糖,主要分布在谷类作物籽粒胚乳及糊粉层中,在高尔基体合成,经由囊泡运输到质膜,最终在细胞壁上沉积.通过增加胆汁酸排泄,延迟葡萄糖吸收,β-葡聚糖可有效降低胆固醇及血糖水平.Beta-葡聚糖合成酶基因家族成员最早在水稻(Oryza sativa)中得到鉴定,后在其他作物中陆续被发现.该基因家族包括3个主要成员:CslF、CslH和CslJ亚基因家族,起源于不同分支,经过趋同演化,执行合成β-葡聚糖的功能.Beta-葡聚糖基因家族成员均受到负选择压力,演化过程中序列高度保守.CslF亚家族基因成员相对较多,常在染色体上形成基因簇,CslF6是介导β-葡聚糖合成的主效基因.CslF亚家族在叶基部等幼嫩组织中表达水平相对较高,且明显受到光照强度的影响;CslH和CslJ亚家族成员较少,其中CslH亚家族在叶尖等成熟组织中的表达水平高,而CslJ亚家族在籽粒中有较高的表达水平.该文综述了β-葡聚糖合成酶基因家族成员的系统发育关系、表达模式,β-葡聚糖合成酶的亚细胞定位,以及作物中的定向育种研究进展,提出 β-葡聚糖合成酶基因家族在染色体上的精准定位是未来的研究趋势,以期推动染色体工程在作物β-葡聚糖定向育种中的应用.
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