中国农业(http://www.maoyihang.com/sell/l_33/)科学院作物科学研究所特色农作物优异种质资源发掘与创新利用团队在荞麦研究中取得重要进展，鉴定出一个参与黄酮类物质生物合成的新型基因簇UFGT3，并揭示了其在高海拔环境适应性中的调控机制。该研究成果发表在《先进科学》（Advanced Science）杂志上，为探究荞麦黄酮类物质的生物合成与环境适应性之间的关系提供了新的视角。
中国是荞麦的起源地，荞麦不仅生长周期短，适应性强，还富含芦丁等多种黄酮类活性物质。黄酮类物质的含量不仅是荞麦的重要品质标志，还与其环境适应性紧密相关。因此，挖掘控制黄酮类物质生物合成的关键基因及其分子调控网络，对于开展荞麦的分子育种和培育新品种具有重要意义。
研究团队通过全基因组关联分析（GWAS），在苦荞1号染色体上的葡萄糖基转移酶基因启动子区域发现了与多种黄酮类物质含量密切相关的基因变异。进一步分析后，鉴定了一个包含磷酸激酶基因PAK、转录因子基因MADS1/2和糖基转移酶基因UFGT3在内的特殊生物合成基因簇——UFGT3。这四个基因相互协作，形成了一个调控黄酮类物质生物合成的分子模块。
研究发现，在野生荞麦近缘种中，UFGT3基因簇调控下的花青素糖基转移酶基因能够催化生成保护植物免受紫外线伤害的黄酮类化合物，从而使这些植物具有更强的高海拔适应性。此外，UFGT3基因簇在荞麦属植物中普遍存在，并且在栽培荞麦中保持了结构和功能的保守性。
该研究不仅为理解荞麦黄酮类物质生物合成及其与植物生态适应性之间的关系提供了新的见解，还为未来通过分子育种技术培育具有更高黄酮类物质含量和更强环境适应性的荞麦新品种奠定了基础。
该研究由中国农业科学院作物科学研究所的黄旭博士后、何毓琦副研究员、张凯旋副研究员等人共同完成，周美亮研究员担任通讯(http://www.maoyihang.com/sell/l_25/)作者，中国工程院院士刘旭提供了指导。研究得到了国家重点研发计划青年科学家项目、中国农业科学院青年创新项目以及欧盟地平线2020计划的支持。
