Plant Cell ：万建民院士团队揭示稻米蛋白品质形成的分子机制学术资讯

来源：BioArt植物

稻米中含有大量贮藏蛋白，它是稻米中仅次于淀粉的第二大类营养物质。谷蛋白是稻米中含量最高的贮藏蛋白，占稻米总蛋白含量的60%以上，因此，谷蛋白是稻米蛋白品质改良的首选目标。在胚乳细胞中，谷蛋白首先在内质网中以57 kDa前体形式合成，然后经由高尔基体以致密囊泡介导的方式转运到蛋白贮藏液泡后，在液泡加工酶作用下，最终被切割成成熟的谷蛋白亚基并贮藏。目前，对该囊泡介导的转运过程的分子调控机制还知之甚少。

2020年1月16日，The Plant Cell 在线发表了中国农业科学院作物科学研究所万建民院士团队题为 GPA5 Encodes a Rab5a Effector Required for Post-Golgi Trafficking of Rice Storage Proteins的研究论文。该团队克隆了水稻蛋白品质形成新基因 GPA5 (glutelin precursor accumulation 5)，并从细胞、遗传和生化层面阐明了 GPA5 在水稻贮藏蛋白后高尔基体转运中的关键作用。研究结果对稻米蛋白品质改良具有重要指导意义。

该团队发现了一个新的谷蛋白后高尔基体分选缺陷突变体 gpa5 ，通过图位克隆的方法证实 GPA5 编码一个具有磷脂结合能力的植物特有调控因子。在胚乳细胞中，GPA5特异分布在致密囊泡外围。亚细胞定位分析证实GPA5的膜定位依赖于前期鉴定的调控因子GPA1/Rab5a和GPA2/VPS9a。生化分析进一步证实，GPA5可特异与GPA1/Rab5a的激活形式互作，表明GPA5可能是GPA1/Rab5a的效应因子。后续的功能研究发现，GPA5可与栓系复合体CORVET和含有VAMP727的膜融合复合体SNARE互作来最终介导致密囊泡与蛋白贮藏液泡的融合，以完成谷蛋白的转运。

GPA5作用模式图

该团队以解析谷蛋白合成、转运和沉积的分子网络途径为目标，长期致力于稻米蛋白品质改良的分子遗传基础研究。此研究是该团队在The Plant Cell 和Molecular Plant 等杂志相继报道GPA1/Rab5a, GPA2/VPS9a, GPA3和GPA4/Got1B调控谷蛋白分选后，在稻米蛋白品质形成的分子机理研究中取得的又一重要进展。

作科所任玉龙副研究员为论文第一作者，万建民院士为论文通讯作者。该研究得到了国家自然科学基金、中国农科院科技创新工程、青年英才计划-培育工程等项目的资助。

论文原文链接：

http://www.plantcell.org/content/early/2020/01/16/tpc.19.00863

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