Se zlepšováním životní úrovně a rafinovanou stravou jsou obezita, cukrovka a další chronická metabolická onemocnění způsobená omezením pohybu a přejídáním stále závažnější. Dietní intervence a rozumná strava jsou jednou z účinných strategií prevence a kontroly chronických onemocnění. Rezistentní škrob (RS) je obecný termín pro škrob a produkty degradace, které jsou obtížně stravitelné a absorbované v tenkém střevě zdravých jedinců. Jako nový typ vlákniny má rezistentní škrob důležité fyziologické funkce při prevenci a kontrole diabetu, snižování krevních lipidů, kontrole hmotnosti a udržování zdraví střev. Rýže je hlavní obilnou plodinou v Číně, ale obsah rezistentního škrobu v běžných odrůdách rýže je velmi nízký. V současné době je málo známo o funkčních genech podílejících se na syntéze rezistentního škrobu a je obtížné vylepšit a kultivovat vysoce odolné škrobové odrůdy rýže bez teoretické podpory.
Výzkumný tým Li Jiayang z Ústavu genetiky a vývojové biologie Čínské akademie věd a výzkumný tým Wu Dianxing z Ústavu jaderných zemědělských věd Univerzity Zhejiang dosáhly nového pokroku ve výzkumu mechanismu syntézy rýže. rezistentní škrob. Dříve kombinace dvou výzkumných projektů zjistila, že mutace v SSIIIa (rozpustná syntáza škrobu) zvýšily obsah rezistentního škrobu v rýži indica z méně než 2 % na 6 %. V nejnovější studii spolupracující tým znovu sekvenoval a gen klonoval mutant rýže rs4 s 10% obsahem rezistentního škrobu získaného fyzikální mutagenezí a zjistil, že fenotyp vysoce odolného škrobu mutanty byl způsoben ko mutací SSIIIa a geny SSIIIb. Nedošlo k žádné významné změně v obsahu rezistentního škrobu jednoduchého mutantu ssIIIb, ale obsah rezistentního škrobu dvojitého mutantu ssIIIa ssIIIb byl významně zvýšen ve srovnání s jednoduchým mutantem ssIIIa. Se zvýšením obsahu rezistentního škrobu se také významně zvýšil obsah amylózy a škrobových lipidových komplexů v dvojitém mutantu ssIIIa ssIIIb.
Následně studie dále objasnila, že SSIIIa i SSIIIb patří k homologním genům SSIII, ale SSIIIb je převážně vysoce exprimován v listech, zatímco SSIIIa je specificky exprimován v semenech. Zavedení genu SSIIIb řízeného silným promotorem do pozadí mutantu ssIIIa může obnovit obsah rezistentního škrobu na úroveň divokého typu, což naznačuje, že proteinové funkce SSIIIa a SSIIIb jsou stejné, zatímco funkční rozdíly mezi geny SSIIIa a SSIIIb jsou způsobeny hlavně různými promotory a expresními vzory těchto dvou. Mezitím byl obsah rezistentního škrobu mutantu ssIIIa ssIIIb na pozadí rýže japonica významně nižší než obsah rezistentního škrobu mutantu ssIIIa ssIIIb na pozadí rýže indica, což naznačuje, že syntéza rezistentního škrobu zprostředkovaná SSIIIa a SSIIIb závisí na alelách Wx odlišně exprimovaných v indica a japonská rýže.
Analýza fylogenetického stromu a profilu exprese rodiny SS syntázy škrobu rozpustné ve vodě odhalila, že k replikaci genů došlo mezi rodinou SSII a rodinou SSIII v rostlinách obilnin a geny před a po replikaci měly specifické vzorce exprese. Jeden typ byl specificky exprimován v semenech, zatímco druhý typ byl převážně vysoce exprimován v listech. Mezitím rostliny obilovin, které replikují geny SSII a SSIII, mají zvýšený obsah škrobu ve svých semenech, zatímco mají nižší obsah rezistentního škrobu (méně než 2 %), zatímco dvouděložné rostliny s pouze jedním homologním genem mezi SSII a SSIII mají obsah škrobu nižší a obecně vyšší. obsah rezistentního škrobu (3-10 %). Spekuluje se, že diferenciace genové replikace a vzorců exprese mezi SSII a SSIII může souviset se snížením obsahu rezistentního škrobu v semenech zrn.
Stručně řečeno, tato studie identifikovala a klonovala nový gen SSIIIb, který řídí syntézu rezistentního škrobu, a analyzovala molekulární mechanismus a evoluční význam SSIIIb a SSIIIa, které společně regulují syntézu rezistentního škrobu. To poskytuje důležité genetické zdroje pro zlepšení nutriční kvality rýže a kultivaci vysoce odolných škrobových nutričně funkčních odrůd rýže.
Výzkumný tým Li Jiayang z Ústavu genetiky a vývojové biologie Čínské akademie věd a výzkumný tým Wu Dianxing z Ústavu jaderných zemědělských věd Univerzity Zhejiang dosáhly nového pokroku ve výzkumu mechanismu syntézy rýže. rezistentní škrob. Dříve kombinace dvou výzkumných projektů zjistila, že mutace v SSIIIa (rozpustná syntáza škrobu) zvýšily obsah rezistentního škrobu v rýži indica z méně než 2 % na 6 %. V nejnovější studii spolupracující tým znovu sekvenoval a gen klonoval mutant rýže rs4 s 10% obsahem rezistentního škrobu získaného fyzikální mutagenezí a zjistil, že fenotyp vysoce odolného škrobu mutanty byl způsoben ko mutací SSIIIa a geny SSIIIb. Nedošlo k žádné významné změně v obsahu rezistentního škrobu jednoduchého mutantu ssIIIb, ale obsah rezistentního škrobu dvojitého mutantu ssIIIa ssIIIb byl významně zvýšen ve srovnání s jednoduchým mutantem ssIIIa. Se zvýšením obsahu rezistentního škrobu se také významně zvýšil obsah amylózy a škrobových lipidových komplexů v dvojitém mutantu ssIIIa ssIIIb.
Následně studie dále objasnila, že SSIIIa i SSIIIb patří k homologním genům SSIII, ale SSIIIb je převážně vysoce exprimován v listech, zatímco SSIIIa je specificky exprimován v semenech. Zavedení genu SSIIIb řízeného silným promotorem do pozadí mutantu ssIIIa může obnovit obsah rezistentního škrobu na úroveň divokého typu, což naznačuje, že proteinové funkce SSIIIa a SSIIIb jsou stejné, zatímco funkční rozdíly mezi geny SSIIIa a SSIIIb jsou způsobeny hlavně různými promotory a expresními vzory těchto dvou. Mezitím byl obsah rezistentního škrobu mutantu ssIIIa ssIIIb na pozadí rýže japonica významně nižší než obsah rezistentního škrobu mutantu ssIIIa ssIIIb na pozadí rýže indica, což naznačuje, že syntéza rezistentního škrobu zprostředkovaná SSIIIa a SSIIIb závisí na alelách Wx odlišně exprimovaných v indica a japonská rýže.
Analýza fylogenetického stromu a profilu exprese rodiny SS syntázy škrobu rozpustné ve vodě odhalila, že k replikaci genů došlo mezi rodinou SSII a rodinou SSIII v rostlinách obilnin a geny před a po replikaci měly specifické vzorce exprese. Jeden typ byl specificky exprimován v semenech, zatímco druhý typ byl převážně vysoce exprimován v listech. Mezitím rostliny obilovin, které replikují geny SSII a SSIII, mají zvýšený obsah škrobu ve svých semenech, zatímco mají nižší obsah rezistentního škrobu (méně než 2 %), zatímco dvouděložné rostliny s pouze jedním homologním genem mezi SSII a SSIII mají obsah škrobu nižší a obecně vyšší. obsah rezistentního škrobu (3-10 %). Spekuluje se, že diferenciace genové replikace a vzorců exprese mezi SSII a SSIII může souviset se snížením obsahu rezistentního škrobu v semenech zrn.
Stručně řečeno, tato studie identifikovala a klonovala nový gen SSIIIb, který řídí syntézu rezistentního škrobu, a analyzovala molekulární mechanismus a evoluční význam SSIIIb a SSIIIa, které společně regulují syntézu rezistentního škrobu. To poskytuje důležité genetické zdroje pro zlepšení nutriční kvality rýže a kultivaci vysoce odolných škrobových nutričně funkčních odrůd rýže.
