【研究背景】水稻是我国personalized dental medicine最重要的口粮作物。随着人民生活水平的提高,在兼顾水稻产量的同时,改良品质已成为水稻最重要的育种目标之一。蛋白质是稻米中的第二大类营Entinostat体内养物质,其含量和组成直接影响稻米食味品质和营养价值。稻米蛋白主要由谷蛋白、醇溶蛋白和球蛋白组成,其中谷蛋白含量最高,富含赖氨酸且易被人体消化吸收,是稻米蛋白品质改良的首选目标。谷蛋白首先在内质网中以前体形式合成,之后经由一系列复杂的细胞学过程转运到蛋白贮藏液泡(Protein storage vacuole,PSV)进行沉积,在分子层面解析谷蛋白合成、转运及沉NVP-TNKS656研究购买积的分子调控网络对稻米蛋白品质改良具有重要意义。【材料与方法】谷蛋白57H突变体是谷蛋白前体在转运过程中发生错误而不能进入蛋白贮藏液泡沉积的一类遗传材料。本团队致力于通过大量筛选谷蛋白57H突变体,综合运用细胞生物学、分子遗传学、生物化学和分子生物学等研究手段克隆谷蛋白转运关键基因,并解析其功能,最终构建谷蛋白合成、转运的分子调控网络,实现谷蛋白含量和组成的精准调控。【结果与分析】依据谷蛋白57H突变体表型特征,建立了通过外观表型初筛,荧光染料染色分类的谷蛋白57H突变体高效筛选体系,共筛选获得了100余份谷蛋白57H突变体,包括内质网输出缺陷,后高尔基体转运缺陷和沉积缺陷三类突变体。明确了COPII(Coat protein complex II)囊泡和致密囊泡(Dense vesicle)在谷蛋白内质网输出和后高尔基体转运中的关键作用。揭示了GPA4调控COPII囊泡组装的分子机制,系统阐释了以GPA1为核心的分子模块GPA3-GPA2-GPA1-GPA5-CORVET介导DV定向转运及融合的分子机制。在分子层面,首次明确了谷蛋白转运由分别依赖于GPA5和GPA7的两条途径介导。【结论】上述研究初步构建了谷蛋白合成、转运和沉积的分子调控网络,为谷蛋白含量和组成的精准调控提供了基因资源和理论依据。