近日，《植物細(xì)胞（The Plant Cell）》在線發(fā)表中國(guó)農(nóng)科院作物科學(xué)研究所萬(wàn)建民院士團(tuán)隊(duì)揭示的稻米蛋白品質(zhì)形成分子機(jī)制。

 

　　據(jù)了解，該研究克隆了水稻蛋白品質(zhì)形成新基因GPA5，并從細(xì)胞、遺傳和生化層面闡明了GPA5在水稻貯藏蛋白后高爾基體轉(zhuǎn)運(yùn)中的關(guān)鍵作用，對(duì)稻米蛋白品質(zhì)改良具有重要指導(dǎo)意義。

 

　　作物科學(xué)研究所任玉龍副研究員介紹，稻米中含有大量貯藏蛋白，它是稻米中僅次于淀粉的第二大類營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。谷蛋白是稻米中含量最高的貯藏蛋白，占稻米總蛋白含量的60%以上，因此，谷蛋白是稻米蛋白品質(zhì)改良的首選目標(biāo)。在胚乳細(xì)胞中，谷蛋白首先在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)中以57 kDa前體形式合成，然后經(jīng)由高爾基體以致密囊泡介導(dǎo)的方式轉(zhuǎn)運(yùn)到蛋白貯藏液泡后，在液泡加工酶作用下，最終被切割成成熟的谷蛋白亞基并貯藏。目前對(duì)該囊泡介導(dǎo)的轉(zhuǎn)運(yùn)過(guò)程的分子調(diào)控機(jī)制還知之甚少。

 

 

　　該研究發(fā)現(xiàn)了一個(gè)新的谷蛋白后高爾基體分選缺陷突變體gpa5，通過(guò)圖位克隆的方法證實(shí)GPA5編碼一個(gè)具有磷脂結(jié)合能力的植物特有調(diào)控因子。在胚乳細(xì)胞中，GPA5特異分布在致密囊泡外圍。亞細(xì)胞定位分析證實(shí)GPA5的膜定位依賴于前期鑒定的調(diào)控因子GPA1/Rab5a和GPA2/VPS9a。生化分析進(jìn)一步證實(shí)GPA5可特異與GPA1/Rab5a的激活形式互作，表明GPA5可能是GPA1/Rab5a的效應(yīng)因子。后續(xù)的功能研究發(fā)現(xiàn)，GPA5可與栓系復(fù)合體CORVET和含有VAMP727的膜融合復(fù)合體SNARE互作來(lái)最終介導(dǎo)致密囊泡與蛋白貯藏液泡的融合，以完成谷蛋白的轉(zhuǎn)運(yùn)。

 

　　據(jù)介紹，萬(wàn)建民院士團(tuán)隊(duì)以解析谷蛋白合成、轉(zhuǎn)運(yùn)和沉積的分子網(wǎng)絡(luò)途徑為目標(biāo)，長(zhǎng)期致力于稻米蛋白品質(zhì)改良的分子遺傳基礎(chǔ)研究。此研究是該團(tuán)隊(duì)在《植物細(xì)胞（The Plant Cell）》和《分子植物（Molecular Plant）》等雜志相繼報(bào)道GPA1/Rab5a, GPA2/VPS9a, GPA3和GPA4/Got1B調(diào)控谷蛋白分選后，在稻米蛋白品質(zhì)形成的分子機(jī)理研究中取得的又一重要進(jìn)展。(單位：中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院作物科學(xué)研究所 )