1月24日，中國農業科學院作物科學研究所萬建民院士領銜的科研團隊與南京農業大學水稻所合作鑒定了水稻淀粉生物合成的關鍵調控因子OsLESV，闡明了其通過調控淀粉合成關鍵酶靶向淀粉顆粒運輸的分子機制，為稻米品質的遺傳改良提供了重要基因資源和理論依據。相關研究成果發表在《植物細胞（The Plant Cell）》上。
淀粉是稻米籽粒中最主要的儲藏物質，約占水稻籽粒干重的90%，是決定水稻產量和品質的關鍵因素之一。淀粉主要由直鏈淀粉和支鏈淀粉兩種類型的葡聚糖組成，其中支鏈淀粉約占淀粉重量的75–80%。目前，淀粉生物合成過程中的關鍵酶編碼基因已經被悉數克隆，相關基因的優異等位變異也已經廣泛應用在水稻品質改良中，但對淀粉的生物合成調控機制仍知之甚少。因此，挖掘儲藏淀粉合成關鍵調控基因，闡明淀粉生物合成的分子網絡對稻米品質遺傳改良具有重要意義。
科研團隊鑒定到一個水稻粉質胚乳突變體flo9，與野生型相比，該突變體存在嚴重的胚乳發育缺陷，表現為胚乳中心區域空洞，中間區域粉質。圖位克隆和互補實驗證實，FLO9編碼植物中特有的非酶蛋白OsLESV。亞細胞定位實驗證實，OsLESV定位在胚乳造粉體基質和淀粉顆粒上。OsLESV體外具有結合淀粉的能力。進一步研究發現，OsLESV可以與支鏈淀粉合成關鍵酶ISA1互作，OsLESV功能缺失導致ISA1在淀粉顆粒上的定位減少。此外，研究還發現OsLESV可以與團隊前期鑒定的淀粉合成關鍵調控因子FLO6互作，二者構成一個功能模塊，協同調控水稻胚乳中儲藏淀粉的合成和胚乳發育。該研究豐富了人們對淀粉生物合成調控的新認知，為稻米品質的遺傳改良提供了重要基因資源和理論依據。
作科所客座研究生燕海剛博士、南京農業大學張文偉副教授和王益華教授為論文的共同第一作者，萬建民院士和任玉龍研究員為本文的通訊作者。該研究得到了國家重點研發計劃、國家自然科學基金、中國農業科學院科技創新工程等項目的資助。
全文鏈接：https://doi.org/10.1093/plcell/koae006
日期：2024-01-29
淀粉是稻米籽粒中最主要的儲藏物質，約占水稻籽粒干重的90%，是決定水稻產量和品質的關鍵因素之一。淀粉主要由直鏈淀粉和支鏈淀粉兩種類型的葡聚糖組成，其中支鏈淀粉約占淀粉重量的75–80%。目前，淀粉生物合成過程中的關鍵酶編碼基因已經被悉數克隆，相關基因的優異等位變異也已經廣泛應用在水稻品質改良中，但對淀粉的生物合成調控機制仍知之甚少。因此，挖掘儲藏淀粉合成關鍵調控基因，闡明淀粉生物合成的分子網絡對稻米品質遺傳改良具有重要意義。
科研團隊鑒定到一個水稻粉質胚乳突變體flo9，與野生型相比，該突變體存在嚴重的胚乳發育缺陷，表現為胚乳中心區域空洞，中間區域粉質。圖位克隆和互補實驗證實，FLO9編碼植物中特有的非酶蛋白OsLESV。亞細胞定位實驗證實，OsLESV定位在胚乳造粉體基質和淀粉顆粒上。OsLESV體外具有結合淀粉的能力。進一步研究發現，OsLESV可以與支鏈淀粉合成關鍵酶ISA1互作，OsLESV功能缺失導致ISA1在淀粉顆粒上的定位減少。此外，研究還發現OsLESV可以與團隊前期鑒定的淀粉合成關鍵調控因子FLO6互作，二者構成一個功能模塊，協同調控水稻胚乳中儲藏淀粉的合成和胚乳發育。該研究豐富了人們對淀粉生物合成調控的新認知，為稻米品質的遺傳改良提供了重要基因資源和理論依據。
作科所客座研究生燕海剛博士、南京農業大學張文偉副教授和王益華教授為論文的共同第一作者，萬建民院士和任玉龍研究員為本文的通訊作者。該研究得到了國家重點研發計劃、國家自然科學基金、中國農業科學院科技創新工程等項目的資助。
全文鏈接：https://doi.org/10.1093/plcell/koae006
日期：2024-01-29
