水稻OsSK41/OsGSK5依赖的OsEBP89磷酸化负调控水稻胚乳直链淀粉合成

以下文章来源于JIPB ，作者JIPB

直链淀粉含量(AC)是决定稻米适口性、粘度、透明度和消化率的主要因素。水稻籽粒中的AC主要由Waxy(Wx)及其相关的基因控制。植物糖原合成酶激酶(GSKs)能磷酸化底物蛋白质以调节其活性、亚细胞定位和稳定性，是各种信号通路的重要调节因子，在控制水稻籽粒发育的过程中发挥着重要作用。然而，目前对植物糖原合成酶激酶介导的磷酸化是否参与水稻籽粒直链淀粉合成及其调控的分子机制尚不清楚。

JIPB近日在线发表了复旦大学罗小金课题组联合上海市农业科学院曹黎明/吴书俊团队完成的题为“The kinase OsSK41/OsGSK5 negatively regulates amylose content in rice endosperm by affecting the interaction between OsEBP89 and OsBP5”的研究论文（https://doi.org/10.1111/jipb‍.13488）。该研究发现水稻糖原合成酶激酶OsSK41/OsGSK5能够通过磷酸化OsEBP89负调控水稻籽粒直链淀粉的合成。

罗小金课题组在前期研究中发现一个与水稻籽粒大小相关的主效QTL：qTGW3 (LOC_Os03g62500)，它编码一个截短的GSK3/SHAGGY-like蛋白激酶 (OsGSK5/OsSK41)，能够显著增加水稻籽粒的长度和千粒重。在此基础上，研究人员测量了qTGW3/OsSK41近等基因系(NIL-tgw3和NIL-TGW3)稻米的蒸煮、食味和营养品质，发现OsSK41对水稻籽粒的AC具有负调控作用。在粳稻日本晴背景下，敲除该基因的突变体其稻米AC增加，并且Wx基因的表达水平也显著提高。OsSK41与Wx表达调控相关的转录因子OsEBP89在细胞核中互作，并磷酸化其四个位点的氨基酸 (Thr-28，Thr-30，Ser-238和Thr-257)。OsSK41介导的磷酸化，使OsEBP89变得不稳定，并减弱它与OsBP5的互作，从而抑制了它们对Wx基因的协同激活作用。因此，该研究揭示了水稻籽粒发育过程中直链淀粉合成的新层次分子调控机制，并为通过精准基因编辑调节水稻籽粒AC提供了新思路。

OsSK41通过调控OsEBP89与OsBP5的互作，在灌浆后期抑制Wx基因的表达，减少水稻胚乳中直链淀粉的积累，以保持适当的(平衡的)直链淀粉水平

上海市农业科学院胡泽军博士、复旦大学在读博士生牛付安和严佩雯为论文共同第一作者。复旦大学罗小金教授、上海市农业科学院曹黎明研究员和吴书俊研究员为共同通讯作者。该研究受到上海市教委科研创新计划项目、上海市科技创新行动计划项目以及国家自然科学基金的资助。

转自：“iPlants”微信公众号

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