发布人:     发布日期: 2014-02-10    浏览次数:

       我院万建民教授课题组在水稻谷蛋白分选机理研究中取得重要进展。1月31日，国际著名植物学权威刊物《The Plant Cell》在线出版了题为“GLUTELIN PRECURSOR ACCUMULATION3 Encodes a Regulator of Post-Golgi Vesicular Traffic Essential for Vacuolar Protein Sorting in Rice Endosperm”的相关研究成果(http://www.plantcell.org/content/early/2014/01/31/tpc.113.121376）。该论文以任玉龙博士、王益华副教授和刘峰博士为论文第一作者，万建民教授为通讯作者。

       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、定向分选的分子机理知之甚少。

        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子分选到胞外体空间，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；图位克隆揭示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。 

       该研究成果是万建民教授课题组在《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DV介导的谷蛋白后高尔基体分选途径的又一重要进展，从细胞生物学和分子遗传学的角度阐明了植物特有的调控因子GPA3在水稻谷蛋白后高尔基体分选过程中的关键作用，为进一步改良稻米蛋白品质奠定了重要基础，也彰显了我校在水稻谷蛋白研究领域的国际领先地位。 
   
      该研究是与中国农业科学院作物科学研究所全面合作完成，后期工作还与香港中文大学生科院等单位合作，研究得到了国家转基因重大专项和国家自然科学基金等项目的资助。