2023年5月，《植物生物技術(shù)雜志》期刊在線發(fā)表揚(yáng)州大學(xué)的研究成果。研究人員利用CRISPR/Cas9技術(shù)對(duì)SS3a和SS3b進(jìn)行了共敲除，并經(jīng)過多代篩選獲得了多個(gè)單突（ss3a、ss3b）和雙突（ss3a—ss3b）純合系，揭示了SS3a和SS3b在水稻葉片和胚乳淀粉合成以及稻米R(shí)S形成中的協(xié)同作用機(jī)制，創(chuàng)制了RS含量高達(dá)9.54%—9.73%（野生型0.58%）、消化速率顯著降低的營(yíng)養(yǎng)健康水稻新種質(zhì)，為培育高RS含量水稻新品種提供了新策略，并有助于進(jìn)一步闡明谷物中淀粉合成相關(guān)基因的功能。

      近年來，超重、肥胖、II型糖尿病等能量代謝和血糖相關(guān)慢性疾病的發(fā)病率在全球范圍內(nèi)大幅上升。谷物淀粉是人體日常能量攝入的主要來源，普通淀粉極易被人體消化、吸收，并快速轉(zhuǎn)化為血糖，是相關(guān)疾病的重要誘因。

      抗性淀粉（Resistant starch, RS）是一類不能在人體小腸中被酶解消化、只能在人體的大腸中被緩慢酵解成有益短鏈脂肪酸的特殊淀粉。食用富含抗性淀粉的食物可以有效降低淀粉消化速率和升糖指數(shù)預(yù)防血糖相關(guān)疾病。水稻是重要的主糧作物，其食用部分主要是淀粉。普通大米中抗性淀粉含量通常小于1%。因此，提高稻米中抗性淀粉含量是水稻品質(zhì)改良育種的重要方向。

      試驗(yàn)結(jié)果表明，SS3b只在SS3a突變的基礎(chǔ)上對(duì)水稻胚乳淀粉組成、結(jié)構(gòu)以及RS含量有顯著影響，暗示SS3b與SS3a在水稻胚乳淀粉合成和RS形成中具有協(xié)同效應(yīng)。

      為了進(jìn)一步驗(yàn)證該機(jī)制，本研究還還測(cè)定了相關(guān)材料葉片中瞬時(shí)淀粉的理化特性。結(jié)果顯示，SS3b突變后葉片總淀粉含量、支鏈淀粉鏈長(zhǎng)分布、淀粉粒形態(tài)均發(fā)生顯著變化，類似于SS3a突變對(duì)水稻胚乳淀粉合成的影響；而SS3a突變對(duì)葉片瞬時(shí)淀粉的組成、結(jié)構(gòu)和淀粉粒形態(tài)均無顯著影響，但可以進(jìn)一步增強(qiáng)ss3b突變體的表型，造成ss3a-ss3b突變體中更劇烈的表型變化。這些結(jié)果表明SS3b在葉片瞬時(shí)淀粉合成中起主要作用，且SS3a突變對(duì)SS3b突變具有協(xié)同作用。

      來源丨《植物生物技術(shù)雜志》期刊、農(nóng)業(yè)農(nóng)村部科教司

      編輯丨農(nóng)財(cái)君

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