南京農業(yè)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(yè)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。
稻米中含有大量貯藏蛋白，它是稻米中僅次于淀粉的第二大類營養(yǎng)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貯藏蛋白，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57 kDa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貯藏液泡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貯藏。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(fā)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(tài)形式互作，表明GPA5可能是GPA1/Rab5a的效應子（effector）。后續(xù)的功能研究發(fā)現，GPA5可與栓系復合體CORVET和含有VAMP727的膜融合復合體SNARE互作，介導致密囊泡與蛋白貯藏液泡的膜融合，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《植物細胞（The Plant Cell）》和《分子植物（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(yè)大學中央高校基本科研業(yè)務費自主創(chuàng)新重大專項等項目的資助。
原文鏈接：http://www.plantcell.org/content/early/2020/01/16/tpc.19.00863
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