4月21日，《植物细胞》（The Plant Cell）杂志在线发表了中国科学院上海生命科学研究院植物生理生态研究所巫永睿研究组的研究论文，题为“玉米醇溶蛋白基因表达通过opaque2、醇溶蛋白盒结合因子和O2异源二聚化蛋白的加性与协同作用的转录调控”。该研究报道了玉米籽粒中表达量最高的种子储存蛋白——醇溶蛋白表达调控的最新进展。

玉米作为全球第一大作物，其种子含有约10%的蛋白质，其中60%以上为醇溶蛋白（统称zein）。尽管Zein的高水平表达对籽粒胚乳硬度起关键作用，但它们几乎不含必需氨基酸——赖氨酸和色氨酸，因此普通玉米的营养品质较差。Zein是一类仅在玉米胚乳灌浆期特异高表达的种子储存蛋白，其家族成员根据蛋白序列同源性分为α、β、γ和δ四大类，于20世纪80年代被陆续克隆鉴定。opaque2 (O2)是第一个被鉴定的调控醇溶蛋白表达的转录因子（Schmidt et al., 1987），属于bZIP转录因子家族，通过结合顺式作用元件O2-box (TCCACGT)启动22-kD α-zein等的表达（Schmidt et al., 1992）。O2异源二聚化蛋白1和2 (OHP1和OHP2)是通过筛选cDNA文库鉴定到的另外两个bZIP转录因子，它们能与O2形成异源二聚体，但功能一直不清楚；醇溶蛋白盒结合因子（PBF）是第二个被鉴定的调控醇溶蛋白表达的转录因子，属于Dof转录因子家族（Vicente-Carbajosa et al., 1997），通过结合顺式作用元件P-box (TGTAAAG)调控27-kD γ-zein表达（Wu and Messing, 2012）。

该研究利用生化和遗传手段发现，OHP1和OHP2通过结合顺式作用元件O2-like box (TTTACGT)，与PBF相互作用共同调控27-kD γ-zein表达。通过构建o2、PbfRNAi和OhpRNAi不同组合的双突变和三突变，揭示这三个转录因子调控了90%的醇溶蛋白表达。该研究结合α-zein和γ-zein在胚乳蛋白体形成过程中的时空表达模式，进一步提出了这三个转录因子调控蛋白体形成的分子模型。这一研究推进了人们对玉米籽粒醇溶蛋白合成及其他作物种子储存蛋白表达调控分子机理的认识。

该研究工作在国家自然科学基金（31371630, 91335109和31422040）和中组部青年项目的资助下，由助理研究员张志勇和博士后杨俊在研究员巫永睿指导下共同完成。