稻米淀粉品质形成的关键酶及其分子生物学研究进展.pdfVIP

植物学通报Chinese Bulletin of Botany 2008, 25 (6): 741752, w w w .chinbullbotany .com .专题介绍. 稻米淀粉品质形成的关键酶及其分子生物学研究进展 1, 2* 1 王忠华 , 俞挺捷 1 浙江万里学院生物技术研究所, 宁波 315100 2 浙江大学原子核农业科学研究所, 杭州 310029 摘要 稻米淀粉的形成是影响水稻产量和品质的决定性因素之一。因此, 开展稻米淀粉形成过程中所涉及关键酶的研究是 非常必要的。随着分子生物学技术的快速发展, 有关稻米淀粉品质的研究也越来越深入, 并取得了较大进展。该文对水稻淀 粉品质形成过程中的关键酶及其分子生物学研究进展进行了较为详尽的综述, 主要包括ADP葡萄糖焦磷酸化酶、淀粉合成酶、 淀粉分支酶和淀粉去分支酶等, 并对该领域的发展趋势进行了展望。 关键词 基因克隆, 基因表达, 关键酶, 稻米淀粉品质 王忠华, 俞挺捷 (2008). 稻米淀粉品质形成的关键酶及其分子生物学研究进展. 植物学通报25 , 74 1752 . 水稻(Oryz a s ati va)是世界上最重要的粮食作物之 要的作用, 正常支链淀粉的分支模式是SB E和SDB E平 一, 世界上大约有一半以上的人口以稻米为主食, 因此各 衡作用的结果, 植物糖原是在SDB E 缺失或活性降低的 国科学家纷纷开展对稻米品质形成机理方面的研究。 情况下, 只通过S BE 催化作用而形成的(Nakamura et 由于稻米淀粉是精米的主要成分, 稻米品质性状的形成 al. , 1996a, 1996b; 钟海明等, 2007) 。 实质上可看作是籽粒中淀粉生物合成和积累的过程(蔡一 本文对水稻淀粉生物合成和积累过程中的几个关键 霞等, 2004), 而这一过程发生在稻米淀粉体中, 并在一 酶及其分子生物学研究的必威体育精装版进展进行综述, 以期为稻 系列酶的催化作用下形成(图1) 。根据已有的研究来看, 米品质的进一步改良提供参考。 籽粒淀粉形成过程中, 蔗糖合成酶(sucros e sy nt hase , S S ) 、A D P - 葡萄糖焦磷酸化酶( A D P - g l u c o s e 1 与淀粉合成相关的关键酶 py rophos phory las e, AGP P 或AGPase)、淀粉分支酶 (s t arc h branc hing enz y me , S B E) 、淀粉去分支酶 1. 1 ADP葡萄糖焦磷酸化酶 (st arc h debranc hing enzy me, SDB E) 、淀粉粒结合 A DP 葡萄糖焦磷酸化酶(A GPP)是淀粉合成途径中被最 型淀粉合成酶(granule-bound s tarch synthase , GBSS) 为广泛鉴定的酶, 又称为A GP 合成酶(全称为Glu- 1- P 和可溶性淀粉合成酶(s oluble st arch s ynthase , SS S) 腺基转移酶, gluc os e- 1-phos phat e adeny ly t rans f- 等与稻米品质的关系十分密切, 其中淀粉分支酶是水稻 eras e) 、A DP 葡萄糖合成酶(A DP-gluc os e sy nt hase) 胚乳淀粉生物合成的关键酶, 它可催化-1, 6 葡萄糖苷 或A DP 葡萄糖二磷酸化酶(A DP-glucose diphosphor- 键的形成, 在直链上产生分支而形成支链淀粉(Nakam- y las e) 。它催化G- 1- P(葡萄糖1- 磷酸)和A TP 形成焦 ura and Yuki, 1992 ; Nakamura et al. , 1992b; 包劲松 磷酸和A DP 葡萄糖(A DP-glucose, A DPG)。AGP P 是 和夏英武, 1999; 张峰等, 2001; 蔡一霞等, 20