进步在培育健康的大米

科学家已经证明,损失函数的两个paralogous淀粉生物合成的基因有助于增加抗性淀粉(RS)内容在煮好的米饭,提供洞察high-RS品种的一代大米和其他谷物。

这项研究中,由李教授Jiayang从遗传学和发育生物学研究所的团队(IGDB)中国科学院和吴教授Dianxing从浙江大学的研究小组,在5月1日在线发表在《美国国家科学院学报》上发表。

久坐不动的生活方式和长期饮食过量导致肥胖、2型糖尿病、和相关并发症,对全球健康已成为一个主要的威胁。这个发病率可能通过适当的饮食方法减少了调节葡萄糖体内平衡。

与快速消化淀粉相比,RS是一种特殊的不能在小肠消化淀粉,但转移到大肠缓慢发酵,这有利于肠道健康和可以提高各种相关疾病,如炎症性肠病、胰岛素抵抗和2型糖尿病和体重管理。

大米淀粉的极好来源,但大多数煮好的米饭含有低水平的RS (< 2%)。因此,新的RS基因的识别具有重要的理论和实践意义为提高大米的营养价值。

此前报道,SSIIIa李、吴的团队,是一个high-RS基因。功能丧失的RS内容ssIIIa突变在籼稻背景Wxa等位基因增加到~ 6%。尽管SSIIIa和天气导致RS形成,仍需要更多的功能性RS基因。

针对这一点,研究人员使用一种high-RS突变卢比(~ 10% RS内容)所产生的物理诱变。通过基因分析、排序、分离和克隆的人口,他们发现了一种新颖的高RS基因,SSIIIb,港口卢比的框移突变突变除了SSIIIa缺乏症。

他们发现ssIIIb单一突变没有影响RS的水平,但当它与ssIIIa带来形成双突变体ssIIIa ssIIIb, RS含量进一步增加到10%在籼稻背景。增加RS ssIIIa和ssIIIa ssIIIb突变体与直链淀粉和脂质水平增加有关。

此外,研究人员表明,SSIIIb和SSIIIa蛋白质来自paralogous基因的水稻SSIII家庭,而SSIIIb功能主要在叶子和SSIIIa主要在胚乳由于他们不同的组织表达模式。SSIII接受基因重复在不同的谷物,SSIII假字表达主要在叶子和另一个在胚乳。SSII还显示SSIII的进化模式类似。SSIII的重复和SSII与高总淀粉含量和低RS含量测试谷物的种子,而低淀粉含量和高RS含量检测双子叶植物。

这些结果为育种high-RS水稻品种提供重要的基因资源,和这些基因的进化特征可能促进代high-RS品种在不同的谷物。

参考:王一个静Y程Q, et al . SSIIIa损失函数和SSIIIb协调授予在煮好的米饭RS含量高。PNAS。2023;120 (19):e2220622120。doi:10.1073 / pnas.2220622120

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