稻米蛋白品質形成分子機制被揭示

南京農業大學萬建民院士團隊在植物學權威刊物The Plant Cell在線出版了題為“GPA5encodes a Rab5a effector required for post-Golgi trafficking of rice storageproteins”的研究成果。該論文以中國農科院作物科學研究所任玉龍副研究員、南京農業大學王益華教授、王云龍博士后和潘天博士為共同第一作者，萬建民院士為通訊作者。

稻米中含有大量儲藏蛋白，它是稻米中僅次于淀粉的第二大類營養物質。水稻蛋白質的含量和組成對稻米的品質有著重要的影響。谷蛋白是稻米中含量最高的儲藏蛋白，占稻米總蛋白含量的60%以上。因此，谷蛋白是稻米蛋白品質改良的首選目標。在胚乳細胞中，谷蛋白首先在內質網中以57kDa前體形式合成，然后經由高爾基體以致密囊泡DV（Dense Vesicle）介導的方式轉運到蛋白儲藏液泡PSV（Protein Storagevacuole）后，在液泡加工酶作用下，最終被切割成成熟的谷蛋白亞基并儲藏。但目前對DV囊泡介導的轉運過程的分子調控機制還知之甚少。

萬建民院士團隊發現了一個新的谷蛋白后高爾基體分選缺陷突變體GPA5，通過圖位克隆的方法證實GPA5編碼一個具有磷脂結合能力的植物特有調控因子。在胚乳細胞中，GPA5特異分布在致密囊泡外圍。亞細胞定位分析證實GPA5的膜定位依賴于前期鑒定的GPA1/Rab5a和GPA2/VPS9a。生化分析進一步證實GPA5可特異與GPA1/Rab5a的激活態形式互作，表明GPA5可能是GPA1/Rab5a的效應子（effector）。后續的功能研究發現，GPA5可與栓系復合體CORVET和含有VAMP727的膜融合復合體SNARE互作，導致密囊泡與蛋白儲藏液泡的膜融合，以完成谷蛋白的轉運。

萬建民院士團隊以解析水稻谷蛋白合成、轉運和沉積的分子網絡途徑為目標，長期致力于稻米蛋白品質改良的分子遺傳基礎研究。本研究是該團隊在The Plant Cell和Molecular Plant等雜志相繼報道GPA1/Rab5a、 GPA2/VPS9a、GPA3和GPA4/Got1B調控谷蛋白分選后，在稻米蛋白品質形成的分子機理研究中取得的又一重要進展，進一步豐富了人們對谷蛋白轉運分子網絡途徑的認識，為稻米蛋白品質的改良奠定了理論基礎。本研究得到了國家自然科學基金、國家轉基因重大專項、江蘇省杰出青年基金和南京農業大學中央高校基本科研業務費自主創新重大專項等項目的資助。

（來源：南京農業大學網站）