Elatustaseme paranemise ja rafineeritud toitumise tõttu muutuvad rasvumine, diabeet ja teised vähenenud liikumisest ja ülesöömisest tingitud kroonilised ainevahetushaigused üha tõsisemaks. Toitumissekkumine ja mõistlik toitumine on üks tõhusamaid strateegiaid krooniliste haiguste ennetamiseks ja tõrjeks. Resistentne tärklis (RS) on üldnimetus tärklise ja lagunemissaaduste kohta, mida on tervetel inimestel peensooles raske seedida ja omastada. Uut tüüpi kiudainetena on resistentsel tärklisel olulised füsioloogilised funktsioonid diabeedi ennetamisel ja kontrolli all hoidmisel, vere lipiidide vähendamisel, kehakaalu kontrolli all hoidmisel ja soolestiku tervise säilitamisel. Riis on Hiinas peamine teraviljakultuur, kuid tavaliste riisisortide resistentse tärklise sisaldus on väga madal. Praegu on resistentse tärklise sünteesiga seotud funktsionaalsete geenide kohta vähe teada ning kõrge resistentsusega tärklisega riisisorte on raske ilma teoreetilise toetuseta täiustada ja kasvatada.
Li Jiayangi uurimisrühm Hiina Teaduste Akadeemia geneetika ja arengubioloogia instituudist ja Wu Dianxingi uurimisrühm Zhejiangi ülikooli tuumapõllumajandusteaduste instituudist on teinud uusi edusamme riisi sünteesimehhanismi uurimisel. vastupidav tärklis. Varem leiti kahe uurimisprojekti kombinatsioonis, et SSIIIa (lahustuva tärklise süntaasi) mutatsioonid suurendasid indica-riisi resistentse tärklise sisaldust vähem kui 2%-lt 6%-le. Viimases uuringus sekveneeris ja geen kloonis koostöömeeskond füüsilise mutageneesi abil saadud 10% resistentse tärklisesisaldusega riisimutandi rs4 ning leidis, et mutandi kõrge resistentse tärklise fenotüübi põhjustas SSIIIa ja rakkude komutatsioon. SSIIIb geenid. SsIIIb üksikmutandi resistentse tärklise sisalduses olulisi muutusi ei toimunud, kuid ssIIIa ssIIIb kaksikmutandi resistentse tärklise sisaldus oli oluliselt suurenenud võrreldes ssIIIa üksikmutandiga. Resistentse tärklise sisalduse suurenemisega suurenes oluliselt ka amüloosi ja tärklise lipiidide komplekside sisaldus ssIIIa ssIIIb kaksikmutandis.
Seejärel selgitas uuring veelgi, et nii SSIIIa kui ka SSIIIb kuuluvad SSIII homoloogsetesse geenidesse, kuid SSIIIb ekspresseerub peamiselt lehtedes, samas kui SSIIIa ekspresseerub spetsiifiliselt seemnetes. Tugeva promootori juhitud SSIIIb geeni viimine ssIIIa mutandi taustale võib taastada resistentse tärklise sisalduse metsiktüüpi tasemele, mis näitab, et SSIIIa ja SSIIIb valgu funktsioonid on samad, samas kui funktsionaalsed erinevused SSIIIa ja SSIIIb geenide vahel on peamiselt põhjustatud nende kahe erinevate promootorite ja ekspressioonimustrite poolt. Samal ajal oli ssIIIa ssIIIb mutandi resistentse tärklise sisaldus japonica riisi taustal oluliselt madalam kui ssIIIa ssIIIb mutandi sisaldus indica riisi taustal, mis näitab, et SSIIIa ja SSIIIb vahendatud resistentse tärklise süntees sõltub indica ja SSIIIb poolt erinevalt ekspresseeritud Wx alleelidest. japonica riis.
Vees lahustuva tärklise süntaasi SS perekonna fülogeneetilise puu ja ekspressiooniprofiili analüüs näitas, et geeni replikatsioon toimus teraviljataimedes SSII perekonna ja SSIII perekonna vahel ning geenidel enne ja pärast replikatsiooni olid spetsiifilised ekspressioonimustrid. Üks tüüp väljendus spetsiifiliselt seemnetes, teine tüüp aga peamiselt lehtedes. Samal ajal on teraviljataimedel, mis replitseerivad SSII ja SSIII geene, tärklisesisaldus seemnetes suurenenud, samas kui resistentse tärklisesisaldus on väiksem (alla 2%), samas kui kaheidulehelistel taimedel, millel on ainult üks homoloogne geen SSII ja SSIII vahel, on tärklisesisaldus madalam ja üldiselt kõrgem. resistentse tärklise sisaldus (3-10%). Spekuleeritakse, et geeni replikatsiooni ja ekspressioonimustrite diferentseerumine SSII ja SSIII vahel võib olla seotud teraviljaseemnete resistentse tärklise sisalduse vähenemisega.
Kokkuvõttes tuvastati ja klooniti selles uuringus uus geen SSIIIb, mis kontrollib resistentse tärklise sünteesi, ning analüüsiti SSIIIb ja SSIIIa molekulaarset mehhanismi ja evolutsioonilist tähtsust, mis reguleerivad ühiselt resistentse tärklise sünteesi. See annab olulisi geneetilisi ressursse riisi toiteväärtuse parandamiseks ja kõrge resistentsuse tärklise toiteväärtusega funktsionaalsete riisisortide kasvatamiseks.
Li Jiayangi uurimisrühm Hiina Teaduste Akadeemia geneetika ja arengubioloogia instituudist ja Wu Dianxingi uurimisrühm Zhejiangi ülikooli tuumapõllumajandusteaduste instituudist on teinud uusi edusamme riisi sünteesimehhanismi uurimisel. vastupidav tärklis. Varem leiti kahe uurimisprojekti kombinatsioonis, et SSIIIa (lahustuva tärklise süntaasi) mutatsioonid suurendasid indica-riisi resistentse tärklise sisaldust vähem kui 2%-lt 6%-le. Viimases uuringus sekveneeris ja geen kloonis koostöömeeskond füüsilise mutageneesi abil saadud 10% resistentse tärklisesisaldusega riisimutandi rs4 ning leidis, et mutandi kõrge resistentse tärklise fenotüübi põhjustas SSIIIa ja rakkude komutatsioon. SSIIIb geenid. SsIIIb üksikmutandi resistentse tärklise sisalduses olulisi muutusi ei toimunud, kuid ssIIIa ssIIIb kaksikmutandi resistentse tärklise sisaldus oli oluliselt suurenenud võrreldes ssIIIa üksikmutandiga. Resistentse tärklise sisalduse suurenemisega suurenes oluliselt ka amüloosi ja tärklise lipiidide komplekside sisaldus ssIIIa ssIIIb kaksikmutandis.
Seejärel selgitas uuring veelgi, et nii SSIIIa kui ka SSIIIb kuuluvad SSIII homoloogsetesse geenidesse, kuid SSIIIb ekspresseerub peamiselt lehtedes, samas kui SSIIIa ekspresseerub spetsiifiliselt seemnetes. Tugeva promootori juhitud SSIIIb geeni viimine ssIIIa mutandi taustale võib taastada resistentse tärklise sisalduse metsiktüüpi tasemele, mis näitab, et SSIIIa ja SSIIIb valgu funktsioonid on samad, samas kui funktsionaalsed erinevused SSIIIa ja SSIIIb geenide vahel on peamiselt põhjustatud nende kahe erinevate promootorite ja ekspressioonimustrite poolt. Samal ajal oli ssIIIa ssIIIb mutandi resistentse tärklise sisaldus japonica riisi taustal oluliselt madalam kui ssIIIa ssIIIb mutandi sisaldus indica riisi taustal, mis näitab, et SSIIIa ja SSIIIb vahendatud resistentse tärklise süntees sõltub indica ja SSIIIb poolt erinevalt ekspresseeritud Wx alleelidest. japonica riis.
Vees lahustuva tärklise süntaasi SS perekonna fülogeneetilise puu ja ekspressiooniprofiili analüüs näitas, et geeni replikatsioon toimus teraviljataimedes SSII perekonna ja SSIII perekonna vahel ning geenidel enne ja pärast replikatsiooni olid spetsiifilised ekspressioonimustrid. Üks tüüp väljendus spetsiifiliselt seemnetes, teine tüüp aga peamiselt lehtedes. Samal ajal on teraviljataimedel, mis replitseerivad SSII ja SSIII geene, tärklisesisaldus seemnetes suurenenud, samas kui resistentse tärklisesisaldus on väiksem (alla 2%), samas kui kaheidulehelistel taimedel, millel on ainult üks homoloogne geen SSII ja SSIII vahel, on tärklisesisaldus madalam ja üldiselt kõrgem. resistentse tärklise sisaldus (3-10%). Spekuleeritakse, et geeni replikatsiooni ja ekspressioonimustrite diferentseerumine SSII ja SSIII vahel võib olla seotud teraviljaseemnete resistentse tärklise sisalduse vähenemisega.
Kokkuvõttes tuvastati ja klooniti selles uuringus uus geen SSIIIb, mis kontrollib resistentse tärklise sünteesi, ning analüüsiti SSIIIb ja SSIIIa molekulaarset mehhanismi ja evolutsioonilist tähtsust, mis reguleerivad ühiselt resistentse tärklise sünteesi. See annab olulisi geneetilisi ressursse riisi toiteväärtuse parandamiseks ja kõrge resistentsuse tärklise toiteväärtusega funktsionaalsete riisisortide kasvatamiseks.
