著名学术刊物《植物》最近发表了以南京农业大学为第一署名单位、万建民教授为通讯作者的有关水稻谷蛋白合成机理方面的重要文章《液泡加工酶OsVPE1是水稻进行谷蛋白高效加工所必需的》。该研究从分子水平揭示了引起水稻谷蛋白前体巨增突变性状的分子机理，阐述了该基因在谷蛋白合成、积累中的地位，利用该突变体及其基因标记可为低谷蛋白水稻品种选育提供材料和分子育种的基础。

 

水稻种子在胚乳中积累大量的储藏蛋白，约占籽粒干重的8%%—10%%，其中谷蛋白占70%%—80%%，醇溶蛋白占18%%—20%%。提高种子的谷蛋白含量并降低种子的醇溶蛋白含量将会提高稻米的营养价值，但是对患有肾脏病和糖尿病的人来说，谷蛋白的大量吸收将会导致病情的恶化。因此，深入研究水稻储藏蛋白合成、积累的分子机制对培育满足不同人群需求的蛋白含量的水稻品种具有重要意义。

 

在“973”、“863”以及国家自然科学基金等支持下，由万建民指导课题组通过对一个自然变异的水稻谷蛋白突变体OsVPE1基因的图位克隆和功能分析，发现突变体和野生型间在该基因上只有一个核苷酸的差异，导致了突变体中OsVPE1蛋白的269位由Cys突变为Gly，功能互补试验证实了OsVPE1就是突变基因。该基因的表达模式和表达水平在水稻日本晴和W379间虽无显著差异，亚细胞定位结果显示突变的蛋白亦分选进入液泡中。但酶活性测定显示，突变体发育胚乳中Asn特异剪切活性不到日本晴中的10%%，Western杂交显示，日本晴胚乳中该蛋白能进行正确的自我剪切成熟，形成正常的蛋白形式；而突变体胚乳中的OsVPE1（C269G）大都以前体的形式存在，其成熟时剪切发生了错误，形成的蛋白分子量小于日本晴中的正常蛋白，导致其功能丧失。（来源：科技日报 张晔 倪峰）