我科学家发现稻米蛋白品质关键因子

近日，中国农业科学院作物科学研究所万建民科研团队最新研究发现，一种植物特有的GPA3蛋白作为调控水稻贮藏蛋白运输的关键因子，参与稻米的蛋白品质形成。科研人员还从细胞生物学和分子遗传学的角度阐明了gpa3在水稻贮藏蛋白定向分选过程中的关键作用，为育种家改良稻米蛋白品质提供了重要的理论基础，彰显了科研团队在水稻贮藏研究领域的国际领先地位。相关研究成果于1月31日在线发表在《植物细胞》上。

据万建民介绍，杂交稻的成功推广在很大程度上解决了世界人口剧增带来的吃饭问题，但随着人们生活水平的不断提高，培育高品质、高营养价值以及各类功能性水稻显得越来越重要。水稻种子贮藏蛋白作为稻米中的第二大类营养物质，在很大程度上决定了稻米的品质和营养价值，因此，改良稻米蛋白品质和营养价值成为水稻育种家的重要目标。前人研究结果表明，致密囊泡是一类运送贮藏蛋白的主要运输工具，但调控该类囊泡定向运输的分子机理知之甚少。万建民科研团队利用一个水稻贮藏蛋白积累异常的突变体gpa3，从细胞生物学和分子遗传学的角度对贮藏蛋白定向运输的机理进行了研究。

研究表明，gpa3是一个贮藏蛋白后高尔基体分选缺陷的突变体。通过图位克隆，万建民团队分离了位于“水稻第3号”染色体长臂末端的GLUTELIN PRECURSOR ACCUMULATION3（GPA3）基因，该基因编码一个植物特有的含有Kelch-repeat基序的蛋白质—GPA3蛋白；后续的功能研究发现，GPA3蛋白可与该科研团队报道的两个功能因子GPA1/Rab5a和GPA2/VPS9a形成一个功能蛋白复合体，协同调控贮藏蛋白的定向运输（见下图）。

该研究成果是万建民科研团队在《The Plant Journal》和《Molecular Plant》相继报道OsVPE1、GPA1/Rab5a和GPA2/VPS9a蛋白调控水稻谷蛋白切割/分选后，在阐述贮藏蛋白分选途径的又一重要进展。

相关链接：http://www.plantcell.org/content/early/2014/01/31/tpc.113.121376