2014年05月21日

南京农业大学水稻谷蛋白研究取得重要进展

  稻米中含有大量的贮藏性蛋白质,它是稻米中仅次于淀粉的第二大物质。其中谷蛋白是水稻种子中含量最高的贮藏蛋白,占种子中总蛋白的70%以上,它对稻米品质的优劣及营养价值起着重要作用。谷蛋白首先在胚乳细胞中内质网上以57kDa前体的形式合成,经过复杂的囊泡运输过程,转运到蛋白质贮藏液泡(PSV)中,经进一步加工,最终聚集形成二型蛋白体(PBII)。但我们对谷蛋白前体的囊泡运输过程、定向分选的机理知之甚少。

  万建民课题组研究人员通过大量筛选,获得了一系列的水稻谷蛋白前体异常积聚的突变体,其中一份命名为glutelin precursor accumulation3 (gpa3)。细胞学研究发现,该突变体中,高尔基体来源的携带谷蛋白前体的致密囊泡(DV, dense vesicle)被错误地分选到细胞质膜附近,通过膜融合将谷蛋白等分选到胞外体空间,形成了壁旁体(PMB, paramural body)的异常结构,表明gpa3是一个水稻谷蛋白后高尔基体分选缺陷突变体;图位克隆GPA3基因编码一个植物特有的含有Kelch-repeat基序的蛋白质,命名为OsKelch1;后续的功能研究发现,GPA3/Kelch1蛋白可与本课题组报道的小G蛋白GPA1/Rab5a和它的上游激活因子GPA2/VPS9a形成一个功能蛋白复合体,协同调控DV到PSV的定向转运。