****Plant J.揭示蛋白新机理

【字体: 时间:2009年03月02日 来源:生物通

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生物通报道:来自科技日报的消息,南京农业大学等处的研究人员从分子水平揭示了引起水稻谷蛋白前体巨增突变性状的分子机理,阐述了该基因在谷蛋白合成、积累中的地位,利用该突变体及其基因标记可为低谷蛋白水稻品种选育提供材料和分子育种的基础。这一研究成果公布在《Plant Journal》杂志(影响因子:6.75)上。

文章的通讯作者是中国农科院作物科学研究所所长万建民教授,其早年毕业于南京农业大学,1995年获日本京都大学遗传学博士学位,1996年进入京都大学JSPS从事博士后研究,之后就职于日本农林水产省农业研究中心,先后任研究员和主任研究员。1999年3月被聘为教育部首届“****奖励计划”特聘教授,2000年1月回国。在南京农业大学历任生命科学和技术学院院长,农学院院长。

水稻种子在胚乳中积累大量的储藏蛋白,约占籽粒干重的8%%—10%%,其中谷蛋白占70%%—80%%,醇溶蛋白占18%%—20%%。提高种子的谷蛋白含量并降低种子的醇溶蛋白含量将会提高稻米的营养价值,但是对患有肾脏病和糖尿病的人来说,谷蛋白的大量吸收将会导致病情的恶化。因此,深入研究水稻储藏蛋白合成、积累的分子机制对培育满足不同人群需求的蛋白含量的水稻品种具有重要意义。

在“973”、“863”以及国家自然科学基金等支持下,由万建民指导课题组通过对一个自然变异的水稻谷蛋白突变体OsVPE1基因的图位克隆和功能分析,发现突变体和野生型间在该基因上只有一个核苷酸的差异,导致了突变体中OsVPE1蛋白的269位由Cys突变为Gly,功能互补试验证实了OsVPE1就是突变基因。该基因的表达模式和表达水平在水稻日本晴和W379间虽无显著差异,亚细胞定位结果显示突变的蛋白亦分选进入液泡中。但酶活性测定显示,突变体发育胚乳中Asn特异剪切活性不到日本晴中的10%%,Western杂交显示,日本晴胚乳中该蛋白能进行正确的自我剪切成熟,形成正常的蛋白形式;而突变体胚乳中的OsVPE1(C269G)大都以前体的形式存在,其成熟时剪切发生了错误,形成的蛋白分子量小于日本晴中的正常蛋白,导致其功能丧失。


附:

万建民,男,1960年出生。博士,博士生导师,“****奖励计划”特聘教授,中国农业科学院一级岗位杰出人才。1982年毕业于南京农业大学农学专业,1985年获南京农业大学农学硕士学位,1995年获日本京都大学遗传学博士学位,1996年进入京都大学JSPS从事博士后研究,1997年1月就职于日本农林水产省农业研究中心,先后任研究员和主任研究员。1999年3月被聘为教育部首届“****奖励计划”特聘教授,2000年1月回国。在南京农业大学历任生命科学和技术学院院长,农学院院长。

2003年7月起,任中国农科院作物科学研究所所长。现兼任中国作物学会副理事长、中国作物学会分子育种分会主任委员、中国农业生物技术学会副理事长,作物生物技术分会理事长、中国遗传学会理事、中国植物学会常务理事、国家863专家、江苏省三项工程”水稻育种首席专家、江苏省品种审定委员会水稻组主任、中国农科院学术委员会委员、中国水稻所兼职研究员及学术委员会委员等职。

研究方向与主要研究内容:

主要从事水稻的基因定位、克隆和品种选育研究。重点围绕水稻品质、超高产、抗病虫、抗逆等性状,构建高密度新型分子标记图谱,开展相关新基因的精细定位、克隆和遗传转化,并进行水稻功能基因组学、蛋白质组学和生物信息学研究;建立和完善分子设计高效育种体系,与常规育种相结合,培育具有市场竞争力的优质水稻新品种。

 

主要研究成果与业绩:

2000年以来,获中国高校自然科学一等奖1项(2000),获中国农科院科技进步二等奖3项(2002~2004),获浙江省科技进步二等奖1项(2006),获江苏省科技进步二等奖1项(2007),申请专利及品种权23项,获得专利及品种授权8项。撰写专著3部,在国内外核心学术期刊发表论文200余篇,其中SCI论文50余篇。2001年获得中国农学会“全国优秀农业科技工作者”称号,江苏省人民政府授予“江苏省农业科技先进工作者”称号,2002年获得“江苏省有突出贡献中青年专家”称号,2003年获得江苏省“五一劳动奖章”,2005年获得国务院特殊津贴和“农业部有突出贡献中青年专家”称号。2006年被评为人事部“新世纪百千万人才工程”国家级人选。

专利与品种权目录:

耐贮藏水稻的筛选方法. 中国发明专利,ZL00132248.6

一种肾脏病和糖尿病人专用水稻品种的选育方法,中国发明专利,ZL02157240.2。

一种耐贮藏水稻品种的选育方法,中国发明专利,ZL200410014323.2。

水稻主效抗条纹叶枯病位点的分子标记方法,中国发明专利,申请号200610085401.7

水稻品种抗褐飞虱基因位点的分子标记方法,中国发明专利,申请号200610085399.3

水稻品种抗褐飞虱主基因bph2的分子标记方法,中国发明专利,申请号200610085400.2

水稻叶绿素合成酶突变基因及其基因工程应用,中国发明专利,申请号200710023554.3,申请日2007.6.13

软米水稻低直链淀粉含量基因位点的分子标记方法,中国发明专利,申请号200710025249.8,申请日2007.7.26

一种聚合低谷蛋白和抗条纹叶枯病的水稻品种的选育方法,中国发明专利,申请号200810124531.6,申请日2008.8.22

10、低水溶性蛋白W3660,品种权号CNA20020113.1

11、优质、耐贮藏水稻W017品种权号CNA20020290.1

12、宁粳1号品种权号CNA20030547.6

13、高γ-氨基丁酸含量功能性水稻品种W025品种权号CNA20030548.4

14、宁粳2号获得新品种权,品种权号CNA20040146.7

15、优质、穗大粒多、高抗强恢复系W107申请新品种权,申请号20050287.5

16、优质、高产、多抗杂交稻新组合Ⅱ优107申请新品种权,申请号20050288.3

17、强恢复系W102 申请号20060245.4,公告号CNA002932E

18、优质、高产、多抗新组合协优102 申请号20060244.6,公告号CNA002931E

19、优质、高产、多抗新组合协优107 申请号20060243.8,公告号CNA002930E

20、W006申请号20070392.7, 公告号CNA004139E

21、品种W1721己于2007年12月14日上交,申请号是:20070659.4

22、品种W008己于2008年4月22日上交,申请号是:20080209.7

23、品种W010己于2008年4月22日上交,申请号是:20080210.0

 

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