Dengan peningkatan taraf hidup dan pemakanan yang lebih baik, obesiti, diabetes dan penyakit kronik metabolik lain yang disebabkan oleh kurang senaman dan makan berlebihan menjadi semakin serius. Campur tangan diet dan diet yang munasabah adalah salah satu strategi yang berkesan untuk pencegahan dan kawalan penyakit kronik. Pati tahan (RS) ialah istilah umum untuk kanji dan produk degradasi yang sukar dihadam dan diserap dalam usus kecil individu yang sihat. Sebagai jenis serat pemakanan baharu, kanji tahan mempunyai fungsi fisiologi yang penting dalam mencegah dan mengawal diabetes, mengurangkan lipid darah, mengawal berat badan dan mengekalkan kesihatan usus. Beras adalah tanaman bijirin utama di China, tetapi kandungan kanji tahan dalam varieti beras biasa adalah sangat rendah. Pada masa ini, sedikit yang diketahui tentang gen berfungsi yang terlibat dalam sintesis kanji tahan, dan sukar untuk memperbaiki dan menanam varieti beras kanji tahan tinggi tanpa sokongan teori.
Pasukan penyelidik Li Jiayang dari Institut Genetik dan biologi perkembangan Akademi Sains China dan pasukan penyelidik Wu Dianxing dari Institut Sains Pertanian Nuklear Universiti Zhejiang telah membuat kemajuan baharu dalam penyelidikan mengenai mekanisme sintesis beras kanji tahan. Sebelum ini, gabungan dua projek penyelidikan mendapati bahawa mutasi dalam SSIIIa (sintase kanji larut) meningkatkan kandungan kanji tahan beras indica daripada kurang daripada 2% kepada 6%. Dalam kajian terkini, pasukan yang bekerjasama menyusun semula dan mengklon gen mutan beras rs4 dengan kandungan kanji tahan 10% yang diperoleh melalui mutagenesis fizikal, dan mendapati bahawa fenotip kanji tahan tinggi mutan itu disebabkan oleh mutasi bersama SSIIIa dan Gen SSIIIb. Tiada perubahan ketara dalam kandungan kanji tahan mutan tunggal ssIIIb, tetapi kandungan kanji tahan mutan berganda ssIIIa ssIIIb meningkat dengan ketara berbanding dengan mutan tunggal ssIIIa. Dengan peningkatan kandungan kanji tahan, kandungan kompleks lipid amilosa dan kanji dalam mutan berganda ssIIIa ssIIIb juga meningkat dengan ketara.
Selepas itu, kajian itu menjelaskan lagi bahawa kedua-dua SSIIIa dan SSIIIb tergolong dalam gen homolog SSIII, tetapi SSIIIb terutamanya sangat dinyatakan dalam daun, manakala SSIIIa secara khusus dinyatakan dalam biji. Memperkenalkan gen SSIIIb yang didorong oleh promoter kuat ke dalam latar belakang mutan ssIIIa boleh memulihkan kandungan kanji tahan ke tahap jenis liar, menunjukkan bahawa fungsi protein SSIIIa dan SSIIIb adalah sama, manakala perbezaan fungsi antara gen SSIIIa dan SSIIIb disebabkan terutamanya. oleh penganjur yang berbeza dan corak ekspresi kedua-duanya. Sementara itu, kandungan kanji tahan mutan ssIIIa ssIIIb dalam latar belakang beras japonica adalah jauh lebih rendah daripada mutan ssIIIa ssIIIb dalam latar belakang beras indica, menunjukkan bahawa sintesis kanji tahan yang dimediasi oleh SSIIIa dan SSIIIb bergantung pada alel Wx yang dinyatakan secara berbeza dalam indica dan nasi japonica.
Analisis pokok filogenetik dan profil ekspresi keluarga SS sintase kanji larut air menunjukkan bahawa replikasi gen berlaku antara keluarga SSII dan keluarga SSIII dalam tumbuhan bijirin, dan gen sebelum dan selepas replikasi mempunyai corak ekspresi tertentu. Satu jenis dinyatakan secara khusus dalam biji, manakala jenis yang lain terutamanya sangat dinyatakan dalam daun. Sementara itu, tumbuhan bijirin yang mereplikasi gen SSII dan SSIII telah meningkatkan kandungan kanji dalam benih mereka sementara mempunyai kandungan kanji tahan yang lebih rendah (kurang daripada 2%), manakala tumbuhan dikotiledon dengan hanya satu gen homolog antara SSII dan SSIII mempunyai kandungan kanji yang lebih rendah dan secara amnya lebih tinggi. kandungan kanji tahan (3-10%). Adalah diduga bahawa pembezaan replikasi gen dan corak ekspresi antara SSII dan SSIII mungkin berkaitan dengan penurunan kandungan kanji tahan dalam biji bijirin.
Ringkasnya, kajian ini mengenal pasti dan mengklonkan gen baharu SSIIIb yang mengawal sintesis kanji tahan, dan menganalisis mekanisme molekul dan kepentingan evolusi SSIIIb dan SSIIIa bersama-sama mengawal sintesis kanji tahan. Ini menyediakan sumber genetik yang penting untuk meningkatkan kualiti pemakanan beras dan menanam varieti beras fungsian berkhasiat kanji tahan tinggi.
Pasukan penyelidik Li Jiayang dari Institut Genetik dan biologi perkembangan Akademi Sains China dan pasukan penyelidik Wu Dianxing dari Institut Sains Pertanian Nuklear Universiti Zhejiang telah membuat kemajuan baharu dalam penyelidikan mengenai mekanisme sintesis beras kanji tahan. Sebelum ini, gabungan dua projek penyelidikan mendapati bahawa mutasi dalam SSIIIa (sintase kanji larut) meningkatkan kandungan kanji tahan beras indica daripada kurang daripada 2% kepada 6%. Dalam kajian terkini, pasukan yang bekerjasama menyusun semula dan mengklon gen mutan beras rs4 dengan kandungan kanji tahan 10% yang diperoleh melalui mutagenesis fizikal, dan mendapati bahawa fenotip kanji tahan tinggi mutan itu disebabkan oleh mutasi bersama SSIIIa dan Gen SSIIIb. Tiada perubahan ketara dalam kandungan kanji tahan mutan tunggal ssIIIb, tetapi kandungan kanji tahan mutan berganda ssIIIa ssIIIb meningkat dengan ketara berbanding dengan mutan tunggal ssIIIa. Dengan peningkatan kandungan kanji tahan, kandungan kompleks lipid amilosa dan kanji dalam mutan berganda ssIIIa ssIIIb juga meningkat dengan ketara.
Selepas itu, kajian itu menjelaskan lagi bahawa kedua-dua SSIIIa dan SSIIIb tergolong dalam gen homolog SSIII, tetapi SSIIIb terutamanya sangat dinyatakan dalam daun, manakala SSIIIa secara khusus dinyatakan dalam biji. Memperkenalkan gen SSIIIb yang didorong oleh promoter kuat ke dalam latar belakang mutan ssIIIa boleh memulihkan kandungan kanji tahan ke tahap jenis liar, menunjukkan bahawa fungsi protein SSIIIa dan SSIIIb adalah sama, manakala perbezaan fungsi antara gen SSIIIa dan SSIIIb disebabkan terutamanya. oleh penganjur yang berbeza dan corak ekspresi kedua-duanya. Sementara itu, kandungan kanji tahan mutan ssIIIa ssIIIb dalam latar belakang beras japonica adalah jauh lebih rendah daripada mutan ssIIIa ssIIIb dalam latar belakang beras indica, menunjukkan bahawa sintesis kanji tahan yang dimediasi oleh SSIIIa dan SSIIIb bergantung pada alel Wx yang dinyatakan secara berbeza dalam indica dan nasi japonica.
Analisis pokok filogenetik dan profil ekspresi keluarga SS sintase kanji larut air menunjukkan bahawa replikasi gen berlaku antara keluarga SSII dan keluarga SSIII dalam tumbuhan bijirin, dan gen sebelum dan selepas replikasi mempunyai corak ekspresi tertentu. Satu jenis dinyatakan secara khusus dalam biji, manakala jenis yang lain terutamanya sangat dinyatakan dalam daun. Sementara itu, tumbuhan bijirin yang mereplikasi gen SSII dan SSIII telah meningkatkan kandungan kanji dalam benih mereka sementara mempunyai kandungan kanji tahan yang lebih rendah (kurang daripada 2%), manakala tumbuhan dikotiledon dengan hanya satu gen homolog antara SSII dan SSIII mempunyai kandungan kanji yang lebih rendah dan secara amnya lebih tinggi. kandungan kanji tahan (3-10%). Adalah diduga bahawa pembezaan replikasi gen dan corak ekspresi antara SSII dan SSIII mungkin berkaitan dengan penurunan kandungan kanji tahan dalam biji bijirin.
Ringkasnya, kajian ini mengenal pasti dan mengklonkan gen baharu SSIIIb yang mengawal sintesis kanji tahan, dan menganalisis mekanisme molekul dan kepentingan evolusi SSIIIb dan SSIIIa bersama-sama mengawal sintesis kanji tahan. Ini menyediakan sumber genetik yang penting untuk meningkatkan kualiti pemakanan beras dan menanam varieti beras fungsian berkhasiat kanji tahan tinggi.
