近日，长江大学许锋教授领衔的富硒植物研究团队在Tree Physiology杂志发表了题为“Genome-wide identification of HMT gene family explores BpHMT2 enhancing selenium accumulation and tolerance in Broussonetia papyrifera”的研究论文。该研究从构树基因组中系统的挖掘了同型半胱氨酸甲基转移酶家族基因，基于qRT-PCR筛选了硒相关的hub基因，并通过亚细胞定位和基因过表达实验解析了hub 基因BpHMT2的生物功能，并基于定量分析完善了构树硒代谢的分子网络。

图1 论文封面

硒是动物和人类的必需微量营养元素，参与动物和人类多种酶的合成，抑制癌症的发生。发展富硒功能农业可以改善人体硒水平，起到防癌抗癌、延缓衰老的作用。前期研究发现构树具有较强的聚硒能力，将其作为植物硒源进而加工为饲料、硒蛋白食品等富硒产品，直接或间接作为人类补硒的一种食物来源。

本研究基于前期研究结果，对构树主要成分硒代蛋氨酸合成基因HMT进行了挖掘。成功筛选出3个BpHMT家族基因，构建了27个物种构成的HMT蛋白进化树，显示BpHMT2归类于Class 2-D家族（图2），并可能具有更基础的催化功能。

图2 HMT蛋白系统进化分析

分别构建了烟草瞬时表达载体，鉴定了BpHMT2发挥功能的细胞器（图3）；构建基因过表达载体，获得3个转基因拟南芥株系，并比较了不同株系在硒酸钠处理下的生长情况（图4），证明BpHMT2具有提高植物耐硒能力的生物功能。

图3 基于WGCNA的关键Hub-gene挖掘

图4 转BpHMT2基因、野生型和突变体拟南芥在硒酸钠平板的生长情况

51吃瓜网博士后陈强文为本文第一作者，许锋教授为通讯作者。该研究受到湖北省重点研发计划项目的资助。