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玉米籽粒蛋白积累机制研究获进展

发布时间:2021-10-25 13:43:12

玉米是重要粮食作物,为人和动物提供丰富的淀粉和蛋白质。蛋白体是玉米籽粒胚乳中重要的蛋白质储藏的细胞器,其中贮藏了大量的醇溶蛋白和种类众多的非醇溶蛋白。对于蛋白体中醇溶蛋白的积累机制已经有了较为深入的研究,但对于蛋白体中非醇溶蛋白的积累机制并不清楚。

近日,中国农业大学农学院教授宋任涛团队在《新植物学家》杂志上发表研究论文。通过对玉米籽粒突变体mn*的研究,发现了一个新的线粒体核糖体蛋白MN*。MN*同时定位在线粒体和蛋白体中。通过对MN*在蛋白体的积累机制研究,首次发现了一种基于与22-kD α-zein互作的蛋白体中的非醇溶蛋白的积累方式。

团队通过对玉米小籽粒,胚致死类型突变体mn*的研究,克隆了一个编码50S线粒体核糖体蛋白L10(mRPL10)的基因Mn*。通过亚细胞定位分析,发现MN*不仅定位在线粒体中,同时作为非醇溶蛋白储藏在蛋白体中。因此将MN*蛋白命名为NZP1(Nonzein Protein 1)。Mn*的突变影响线粒体形态和正常功能的发挥,进而影响籽粒正常发育。

进一步对MN*在蛋白体中积累机制的研究发现,MN*能够与玉米籽粒胚乳中主要的醇溶蛋白22-kD α-zein互作,通过不同的醇溶蛋白相关的突变体进行分析发现MN*的含量与22-kD α-zein相关。利用瞬时表达系统,模拟了NZP1通过与22-kD α-zein互作积累在体外诱导形成的蛋白体中。进一步地,通过比较蛋白组学对野生型和o2蛋白体中的中的非醇溶蛋白进行了分析,发现了其他能够与22-kD α-zein互作的非醇溶蛋白。通过瞬时表达系统对这些新的非醇溶蛋白的积累方式进行分析,发现了一个新的带有质体定位信号的非醇溶蛋白NZP2在具有与NZP1相似的积累途径。

这项研究揭示了一种非醇溶蛋白在蛋白体中的积累机制,同时提供了一种外源蛋白在玉米胚乳蛋白体中有效积累的方式。

相关论文信息:https://doi.org/10.1111/nph.17796

作者:王方 来源:中国科学报;农产品集购网转载本文仅为传播更多信息为目的,并不表示本网认可文中作者观点。若转载文章作者有认为本网有不妥之处,请致电本网010-51289506联系,本网将立即与您磋商并解决相关事宜。