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我科学家在稻米蛋白品质分子机制研究中获新进展

 来源:ICS 发布时间:2016年11月9日 作者点击数



近日,中国农业科学院作物科学研究所万建民院士科研团队在稻米蛋白品质形成的分子基础研究中取得新进展。该研究从细胞、遗传和生化层面阐明了GPA4蛋白在调控水稻贮藏蛋白内质网输出中的关键作用,相关成果于11月1日在线发表在植物学权威刊物《The Plant Cell》上。该论文以中国农科院作科所任玉龙副研究员和南京农业大学王益华教授、刘峰博士为共同第一作者,万建民院士为通讯作者。

稻米中含有大量的贮藏蛋白质,它是稻米中仅次于淀粉的第二大类营养物质。其中谷蛋白是水稻种子中含量最高的贮藏蛋白,占种子总蛋白的60%以上,是稻米蛋白品质改良的首选目标。谷蛋白首先在胚乳细胞的内质网中以57 kDa前体的形式合成,然后经过一系列复杂的囊泡运输过程,转运到蛋白贮藏液泡进行沉积,并进一步加工,形成成熟的谷蛋白。但目前对该转运过程的调控机制还知之甚少。

万建民院士科研团队在研究中发现了一个水稻蛋白转运突变体命名为gpa4,该突变体中57 kDa谷蛋白前体过量积累,并形成两种异常的内质网衍生结构。GPA4编码一个进化上保守的膜蛋白GOT1B,该蛋白定位于与顺式高尔基体相连的内质网输出位点(ERESs)。GOT1B通过与COPII有被小泡组分Sec23c互作,调控COPII有被小泡的形成,进而调控谷蛋白的内质网输出。本研究基本明确了GOT1B的生物学功能,为探讨真核生物中COPII有被小泡组装的调控机制提供了新的视角,并为育种家改良稻米蛋白品质提供了重要理论依据。

该研究成果是万建民院士团队在《The Plant Cell》、《The Plant Journal》和《Molecular Plant》等刊物上相继报道GPA3、OsVPE1、GPA1/Rab5a和GPA2/VPS9a蛋白调控水稻谷蛋白剪切成熟/后高尔基体分选后,在阐述COPII有被小泡介导的谷蛋白内质网输出机制方面的又一重要进展。本研究得到了国家自然科学基金重点项目、转基因重大专项和中国农科院作科所基本科研业务费等项目的资助。

相关链接: http://www.plantcell.org/content/early/2016/11/01/tpc.16.00717

 

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