马铃薯见光后为什么会变绿？变绿后的马铃薯为什么不宜食用？这一与消费者和马铃薯产业密切相关的问题，近日有了新的科学解释。98堂-91直播 马铃薯研究团队联合四川师范大学研究人员，在国际植物学期刊《The Plant Cell》在线发表研究论文。研究首次系统揭示了蓝光诱导马铃薯块茎绿化和甾体糖苷生物碱积累的分子调控机制，为培育耐绿化、低生物碱积累的马铃薯新品种提供了理论依据和潜在分子靶标。
马铃薯是全球重要的粮食作物，也是保障粮食安全的重要作物之一。经过长期驯化和育种，现代栽培马铃薯块茎中的甾体糖苷生物碱（SGAs）含量通常处于安全范围。然而，当田间块茎露出土壤，或块茎在采后贮藏、运输和销售过程中受到光照时，往往会发生“绿变”，并伴随甾体糖苷生物碱含量升高，不仅影响商品品质，还可能带来食品安全风险。因此，阐明光照诱导块茎绿变和生物碱积累的调控机制，是马铃薯品质改良领域的重要科学问题。
研究团队发现，蓝光受体StCRY1是块茎感知蓝光信号的重要调控因子。在其下游，核心转录因子StHY5一方面促进叶绿素合成，使块茎逐渐变绿；另一方面激活转录因子StMYB4，进一步促进甾体糖苷生物碱的合成。
研究表明，叶绿素积累和甾体糖苷生物碱合成虽然共享StCRY1—StHY5这一上游光信号通路，但在下游分别受到不同调控模块的控制，形成“共享上游、分支调控”的调控模式。这一发现阐明了光信号协同调控马铃薯块茎绿化与生物碱积累的分子基础，进一步深化了对块茎见光绿变及采后品质变化机制的认识。
研究还发现，敲除StMYB4能够显著降低块茎中甾体糖苷生物碱的含量，而不会明显影响叶绿素积累。这表明，通过精准调控StMYB4，有望在不显著影响块茎绿化表型的情况下，有针对性地降低有害生物碱积累，为培育食用安全性更高、采后品质更优的马铃薯新品种提供新的育种策略，也为野生马铃薯优异种质资源的安全利用提供了新思路。
“该研究不仅丰富了植物光信号调控和次生代谢研究的理论体系，也为改善马铃薯采后品质、降低储运环节的安全风险以及推动马铃薯产业高质量发展提供了理论支撑。”国家马铃薯产业技术体系特色品种改良岗位科学家、98堂-91直播 教授宋波涛表示，团队将进一步开展相关基因的功能验证和精准设计育种研究，培育兼具优良品质、食用安全性和良好贮藏性能的马铃薯新品种，为我国马铃薯种业自主创新、采后品质提升和粮食安全提供科技支撑。
信息来源：农民日报全媒体记者 乐明凯 作者：程玉华
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