近日，中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院作物科學(xué)研究所萬建民科研團(tuán)隊最新研究發(fā)現(xiàn)，一種植物特有的GPA3蛋白作為調(diào)控水稻貯藏蛋白運輸?shù)年P(guān)鍵因子，參與稻米的蛋白品質(zhì)形成。科研人員還從細(xì)胞生物學(xué)和分子遺傳學(xué)的角度闡明了gpa3在水稻貯藏蛋白定向分選過程中的關(guān)鍵作用，為育種家改良稻米蛋白品質(zhì)提供了重要的理論基礎(chǔ)，彰顯了科研團(tuán)隊在水稻貯藏研究領(lǐng)域的國際領(lǐng)先地位。相關(guān)研究成果于1月31日在線發(fā)表在《植物細(xì)胞》上。
據(jù)萬建民介紹，雜交稻的成功推廣在很大程度上解決了世界人口劇增帶來的吃飯問題，但隨著人們生活水平的不斷提高，培育高品質(zhì)、高營養(yǎng)價值以及各類功能性水稻顯得越來越重要。水稻種子貯藏蛋白作為稻米中的第二大類營養(yǎng)物質(zhì)，在很大程度上決定了稻米的品質(zhì)和營養(yǎng)價值，因此，改良稻米蛋白品質(zhì)和營養(yǎng)價值成為水稻育種家的重要目標(biāo)。前人研究結(jié)果表明，致密囊泡是一類運送貯藏蛋白的主要運輸工具，但調(diào)控該類囊泡定向運輸?shù)姆肿訖C(jī)理知之甚少。萬建民科研團(tuán)隊利用一個水稻貯藏蛋白積累異常的突變體gpa3，從細(xì)胞生物學(xué)和分子遺傳學(xué)的角度對貯藏蛋白定向運輸?shù)臋C(jī)理進(jìn)行了研究。
研究表明，gpa3是一個貯藏蛋白后高爾基體分選缺陷的突變體。通過圖位克隆，萬建民團(tuán)隊分離了位于“水稻第3號”染色體長臂末端的GLUTELIN PRECURSOR ACCUMULATION3（GPA3）基因，該基因編碼一個植物特有的含有Kelch-repeat基序的蛋白質(zhì)—GPA3蛋白；后續(xù)的功能研究發(fā)現(xiàn)，GPA3蛋白可與該科研團(tuán)隊報道的兩個功能因子GPA1/Rab5a和GPA2/VPS9a形成一個功能蛋白復(fù)合體，協(xié)同調(diào)控貯藏蛋白的定向運輸（見下圖）。
該研究成果是萬建民科研團(tuán)隊在《The Plant Journal》和《Molecular Plant》相繼報道OsVPE1、GPA1/Rab5a和GPA2/VPS9a蛋白調(diào)控水稻谷蛋白切割/分選后，在闡述貯藏蛋白分選途徑的又一重要進(jìn)展。（通訊員 衛(wèi)斐）
