近日，《植物细胞》在线发表明升官网工程院院士、明升官网农业明升体育app院作物明升体育app研究所研究员万建民团队揭示的稻米蛋白品质形成分子机制。该研究克隆了水稻蛋白品质形成新基因GPA5，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，对稻米蛋白品质改良具有重要指导意义。
论文第一作者、农科院作科所副研究员任玉龙介绍，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。
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，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。
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。
相关论文信息：http://doi.org/10.1105/tpc.19.00863
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