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科研人員發(fā)現(xiàn)種子貯藏蛋白轉(zhuǎn)運(yùn)重要機(jī)制
作者：崔雪芹 陳勝偉 來(lái)源：中國(guó)科學(xué)報(bào)
山東拓普生物工程有限公司  http://www.jlkcpj.cn
ALIX突變導(dǎo)致液泡分選受體VSR異常聚集，且錯(cuò)誤錨定于質(zhì)膜。（課題組供圖）
5月9日，浙江農(nóng)林大學(xué)亞熱帶森林培育國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室教授沈錦波團(tuán)隊(duì)在美國(guó)《國(guó)家科學(xué)院院刊》在線發(fā)表了題為“植物ESCRT復(fù)合體組分蛋白ALIX與逆轉(zhuǎn)運(yùn)復(fù)合體協(xié)同作用調(diào)控可溶性蛋白分選”的研究論文。該研究揭示了ALIX蛋白與逆轉(zhuǎn)運(yùn)復(fù)合體相互協(xié)作，調(diào)控種子蛋白存儲(chǔ)的分子機(jī)制，為培育高質(zhì)量、高品質(zhì)的農(nóng)林作物種子提供理論依據(jù)。
種子不僅是植物遺傳繁殖器官，也是營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的存儲(chǔ)場(chǎng)所，更是糧食的重要來(lái)源之一。因此，在研究增強(qiáng)植物抗逆性、提高作物產(chǎn)量的同時(shí)，探索改善種子品質(zhì)，對(duì)保收豐產(chǎn)、提高人民生活水平具有重要的科學(xué)意義和實(shí)際生產(chǎn)意義。在種子成熟過(guò)程中，貯藏蛋白及相關(guān)物質(zhì)高效積累到種子中是決定種子質(zhì)量的關(guān)鍵。但是，種子細(xì)胞內(nèi)的貯藏蛋白運(yùn)輸，像人類(lèi)社會(huì)的“物流系統(tǒng)”一樣錯(cuò)綜復(fù)雜，其具體的分子機(jī)制一直是一個(gè)謎團(tuán)。
沈錦波發(fā)現(xiàn)，植物ESCRT復(fù)合體組分蛋白ALIX基因缺失導(dǎo)致種子黃化，且種子沒(méi)有活性。研究團(tuán)隊(duì)利用多種國(guó)際前沿的顯微鏡技術(shù)，對(duì)黃化的種子觀察后發(fā)現(xiàn)，大量貯藏蛋白被錯(cuò)誤的分泌到細(xì)胞間隙，沒(méi)有正確的貯藏。研究團(tuán)隊(duì)結(jié)合生化與分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)進(jìn)一步研究證實(shí)，ALIX基因功能缺失，可以引起逆轉(zhuǎn)運(yùn)復(fù)合體不正常運(yùn)轉(zhuǎn)，導(dǎo)致液泡分選受體無(wú)法行使功能，最終影響貯藏蛋白正確存儲(chǔ)。由此，該研究指出，正是ALIX蛋白與逆轉(zhuǎn)運(yùn)復(fù)合體協(xié)同合作，調(diào)控著貯藏蛋白被精確分選到種子進(jìn)行存儲(chǔ)，從而決定種子質(zhì)量。
該研究獲國(guó)家自然科學(xué)基金、浙江省杰青項(xiàng)目等多項(xiàng)基金資助。
相關(guān)論文信息:https://doi.org/10.1073/pnas.2200492119