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科研人員發(fā)現(xiàn)種子貯藏蛋白轉(zhuǎn)運重要機制
作者：崔雪芹 陳勝偉 來源：中國科學報
山東拓普生物工程有限公司  http://xhztyn.cn
ALIX突變導致液泡分選受體VSR異常聚集，且錯誤錨定于質(zhì)膜。（課題組供圖）
5月9日，浙江農(nóng)林大學亞熱帶森林培育國家重點實驗室教授沈錦波團隊在美國《國家科學院院刊》在線發(fā)表了題為“植物ESCRT復合體組分蛋白ALIX與逆轉(zhuǎn)運復合體協(xié)同作用調(diào)控可溶性蛋白分選”的研究論文。該研究揭示了ALIX蛋白與逆轉(zhuǎn)運復合體相互協(xié)作，調(diào)控種子蛋白存儲的分子機制，為培育高質(zhì)量、高品質(zhì)的農(nóng)林作物種子提供理論依據(jù)。
種子不僅是植物遺傳繁殖器官，也是營養(yǎng)物質(zhì)的存儲場所，更是糧食的重要來源之一。因此，在研究增強植物抗逆性、提高作物產(chǎn)量的同時，探索改善種子品質(zhì)，對保收豐產(chǎn)、提高人民生活水平具有重要的科學意義和實際生產(chǎn)意義。在種子成熟過程中，貯藏蛋白及相關(guān)物質(zhì)高效積累到種子中是決定種子質(zhì)量的關(guān)鍵。但是，種子細胞內(nèi)的貯藏蛋白運輸，像人類社會的“物流系統(tǒng)”一樣錯綜復雜，其具體的分子機制一直是一個謎團。
沈錦波發(fā)現(xiàn)，植物ESCRT復合體組分蛋白ALIX基因缺失導致種子黃化，且種子沒有活性。研究團隊利用多種國際前沿的顯微鏡技術(shù)，對黃化的種子觀察后發(fā)現(xiàn)，大量貯藏蛋白被錯誤的分泌到細胞間隙，沒有正確的貯藏。研究團隊結(jié)合生化與分子生物學實驗進一步研究證實，ALIX基因功能缺失，可以引起逆轉(zhuǎn)運復合體不正常運轉(zhuǎn)，導致液泡分選受體無法行使功能，最終影響貯藏蛋白正確存儲。由此，該研究指出，正是ALIX蛋白與逆轉(zhuǎn)運復合體協(xié)同合作，調(diào)控著貯藏蛋白被精確分選到種子進行存儲，從而決定種子質(zhì)量。
該研究獲國家自然科學基金、浙江省杰青項目等多項基金資助。
相關(guān)論文信息:https://doi.org/10.1073/pnas.2200492119