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我院韦存虚教授课题组在《Plant Physiology》在线发表研究论文

      9月28日,国际植物生物学领域主流期刊《Plant Physiology》杂志在线发表了我院韦存虚教授课题组的最新研究论文:OsNAC20和OsNAC26转录因子调控胚乳淀粉和贮藏蛋白的合成(The NAC transcription factors OsNAC20 and OsNAC26 regulate starch and storage protein synthesis)(http://www.plantphysiol.org/content/plantphysiol/early/2020/09/28/pp.20.00984.full.pdf)。该研究揭示了OsNAC20和OsNAC26正调控以及冗余地调控淀粉和贮藏蛋白合成相关基因的表达。

    淀粉和贮藏蛋白决定谷物籽粒的重量和品质,已对其合成进行了较为全面的研究,然而调控其合成的转录因子仍知之甚少。在水稻胚乳中存在多个特异性表达或者高表达的NAC(NAM,ATAF和CUC)家族转录因子,但它们在胚乳中的具体功能还未知。该研究选取了在水稻胚乳中表达量较高的OsNAC26基因及其同源基因OsNAC20,以进一步探究它们在水稻胚乳中的功能。

    OsNAC20和OsNAC26的氨基酸序列具有高度相似性,分布于糊粉层、淀粉型胚乳和胚的细胞核中。OsNAC20或OsNAC26单突变对籽粒无影响,而osnac20/26双突变体籽粒中的淀粉和贮藏蛋白含量则显著降低。OsNAC20和OsNAC26通过直接激活淀粉合成酶I(SSI)、支链淀粉酶(Pul)、谷蛋白A1(GluA1)、谷蛋白B4/5(GluB4/5)、α-球蛋白和16 kD醇溶蛋白的表达,并间接影响质体歧化酶1(DPE1)的表达,从而调控淀粉和贮藏蛋白的合成。虽然它们也可以与ADP-葡萄糖焦磷酸化酶小亚基2b(AGPS2b)、ADP-葡萄糖焦磷酸化酶大亚基2(AGPL2)和淀粉分支酶I(SBEI)基因的启动子结合,并且这三个基因在osnac20/26突变体中的表达极大降低,但该双突变体中的ADP-葡萄糖焦磷酸化酶(AGPase)和淀粉分支酶(SBE)活性并未发生明显改变。此外,OsNAC20和OsNAC26也是Pul、GluB4、α-球蛋白和16 kD醇溶蛋白的主要调节因子。

    我院青年教师王娟博士和硕士生陈梓春为该论文的共同第一作者,韦存虚教授为通讯作者。该研究得到国家自然科学基金项目的资助。

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