万建民院士团队发现调控稻米直链淀粉含量的新基因

近日，南京农业大学万建民院士团队在Plant Biotechnology Journal在线发表了题为“Du13 encodes a C2H2 zinc-finger protein that regulates Wxb pre-mRNA splicing and microRNA biogenesis in rice endosperm”的研究论文。

直链淀粉含量是稻米蒸煮食味品质的主要决定因素。Wx基因编码的淀粉颗粒结合淀粉合酶(GBSSI)在直链淀粉的合成中起关键作用。Wx基因有Wxa和Wxb两种等位变异，存在于籼稻中的Wxa比在粳稻中的Wxb具有更强的转录活性，导致籼稻具有更高的直链淀粉含量。而Dull基因可调控Wxb基因的剪接和转录效率，dull突变体通常表现暗胚乳表型和更低的直链淀粉含量及更好的食味品质。但Wxb剪接如何受不同Dull基因调控尚不清楚。

该研究克隆了一个调控稻米直链淀粉含量的新基因Du13，该基因编码一个C2H2锌指蛋白，主要增强Wxb的剪接效率，该基因突变导致Wxb第1内含子的剪接效率急剧下降，从而导致GBSSI蛋白和活性显著降低，直链淀粉含量降低。随后研究发现，Du13突变还影响了胚乳内许多pre-mRNA的可变剪接，并降低了一些重要microRNA的丰度。这些microRNA的前体在du13胚乳中积累，说明Du13影响microRNA前体的加工。进一步研究发现Du13与microRNA加工所需的关键蛋白OsHYL1互作。该研究揭示了mRNA和microRNA加工之间的紧密联系，在单、双子叶植物中均是进化上保守的，并展现了Du13基因在改良水稻食味品质中的应用价值。

南京农业大学已毕业博士生蔡跃和张文伟副教授、博士生傅玉双、单壮壮为论文的共同第一作者，万建民院士为本文的通讯作者，中国农科院作物科学研究所王海洋研究员和南京农业大学生命科学学院鲍依群教授也参与了此项研究。本研究得到了国家重点研发计划、国家转基因专项、国家自然科学基金、中央高校基本业务费、江苏省重点研发计划、江苏省农业科技自主创新资金等项目的资助。

du13突变体影响胚乳Wxb的剪接

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