近日，從中國農(nóng)業(yè)科學院作物科學研究所獲悉，由萬建民院士領(lǐng)銜的科研團隊在稻米蛋白品質(zhì)形成的分子基礎(chǔ)研究中取得新進展。該研究從細胞、遺傳和生化層面闡明了GPA4蛋白在調(diào)控水稻貯藏蛋白內(nèi)質(zhì)網(wǎng)輸出中的關(guān)鍵作用，相關(guān)成果于11月1日在線發(fā)表在植物學權(quán)威刊物《植物細胞學（The Plant Cell）》上。作科所任玉龍副研究員和南京農(nóng)業(yè)大學王益華教授、劉峰博士為該論文共同第一作者，萬建民院士為通訊作者。
據(jù)悉，稻米中含有大量的貯藏蛋白質(zhì)，它是稻米中僅次于淀粉的第二大類營養(yǎng)物質(zhì)。其中谷蛋白是水稻種子中含量最高的貯藏蛋白，占種子總蛋白的60%以上，是稻米蛋白品質(zhì)改良的首選目標。谷蛋白首先在胚乳細胞的內(nèi)質(zhì)網(wǎng)中以57 kDa前體的形式合成，然后經(jīng)過一系列復雜的囊泡運輸過程，轉(zhuǎn)運到蛋白貯藏液泡進行沉積，并進一步加工，形成成熟的谷蛋白。但目前對該轉(zhuǎn)運過程的調(diào)控機制還知之甚少。
萬建民院士科研團隊在研究中發(fā)現(xiàn)了一個水稻蛋白轉(zhuǎn)運突變體命名為gpa4，該突變體中57 kDa谷蛋白前體過量積累，并形成兩種異常的內(nèi)質(zhì)網(wǎng)衍生結(jié)構(gòu)。GPA4編碼一個進化上保守的膜蛋白GOT1B，該蛋白定位于與順式高爾基體相連的內(nèi)質(zhì)網(wǎng)輸出位點（ERESs）。GOT1B通過與COPII有被小泡組分Sec23c互作，調(diào)控COPII有被小泡的形成，進而調(diào)控谷蛋白的內(nèi)質(zhì)網(wǎng)輸出。本研究基本明確了GOT1B的生物學功能，為探討真核生物中COPII有被小泡組裝的調(diào)控機制提供了新的視角，并為育種家改良稻米蛋白品質(zhì)提供了重要理論依據(jù)。
該研究成果是萬建民院士團隊在《植物學雜志（The Plant Journal）》和《分子植物學（Molecular Plant）》等刊物上相繼報道GPA3、OsVPE1、GPA1/Rab5a和GPA2/VPS9a蛋白調(diào)控水稻谷蛋白剪切成熟/后高爾基體分選后，在闡述COPII有被小泡介導的谷蛋白內(nèi)質(zhì)網(wǎng)輸出機制方面的又一重要進展。本研究得到了國家自然科學基金重點項目、轉(zhuǎn)基因重大專項和中國農(nóng)科院基本科研業(yè)務(wù)費等項目的資助。
