中科院植物所博士以第一作者在一区top期刊（IF=10.7）发表水稻抗性淀粉形成机理研究的新进展
学术
2024-10-21 12:16
法国
抗性淀粉是健康人体小肠内难以消化吸收的淀粉及淀粉降解物的总称。摄入高抗性淀粉食品可有效预防和控制糖尿病，并对血脂异常、肥胖症和肠道疾病起到积极预防作用。普通稻米抗性淀粉含量不足1%，远低于健康饮食标准建议的10%。淀粉的消化特性与直链淀粉含量、支链淀粉链长以及精细结构密切相关。水稻育种主要通过调控淀粉分支酶（BEs）和淀粉合酶（SSs）的表达水平来提高抗性淀粉含量。中国科学院植物研究所曲乐庆研究员等近期研究发现，在ssIIIa背景下进一步敲除SSIIa基因能够显著提高稻米抗性淀粉含量。ssIIa ssIIIa米饭中抗性淀粉高达10.3%。在ssIIa ssIIIa突变体种子中，颗粒结合态淀粉合酶GBSSI的表达水平、蛋白含量和酶活性显著提高；直链淀粉含量显著增加，由野生型的17.1%上升到30.8%，支链淀粉含量则下降到69.2%；支链淀粉长链比例明显下降；脂质含量由野生型的0.9%上升到2.6%。凝胶排阻层析表明，SSIIa、SSIIIa与丙酮酸磷酸双激酶（PPDK）形成500-700 kDa蛋白复合物，而SSIIa和丙酮酸磷酸双激酶形成200-400 kDa蛋白复合物。SSIIa和SSIIIa的缺失可能解除淀粉合酶复合物对丙酮酸磷酸双激酶的抑制，使得更多的碳源转移到脂质合成途径。因此，上升的直链淀粉含量和增强的脂类合成协同促进抗性淀粉的形成。研究结果揭示了水稻抗性淀粉形成的分子机制，为高抗性淀粉水稻新品种培育提供了新的思路和种质资源。该研究成果于10月15日在线发表于国际学术期刊Carbohydrate Polymers，植物所已毕业博士研究生杨慧芳和助理研究员董祥柏为论文第一作者，曲乐庆研究员和董祥柏为论文共同通讯作者。该研究得到了中国科学院战略性先导科技专项和国家自然科学基金的资助。https://doi.org/10.1016/j.carbpol.2024.122871同时敲除SSIIa和SSIIIa提高稻米直链淀粉和脂质含量促进抗性淀粉形成![]()
