보리의 트리플 슬롯 특성에 대한 특정 유전자 돌연변이의 영향 이해

릴리스 자막 :
연구자들은 보리의 트리플 슬롯 생합성 경로에서 새로운 유전자 상호 작용을 발견하고 트리플 슬롯 특성과 트리플 슬롯 과립 형태에 영향을 미칩니다

릴리스 요약 텍스트 :
트리플 슬롯 생합성 경로와 관련된 유전 적 상호 작용은 현재 활발한 연구를 받고 있습니다. 이 연구는 트리플 슬롯 탈의 효소 돌연변이 체인 HVISA1에 의해 야기되는 관찰 가능한 특성을 억제 할 수있는 보리 (Hordeum Vulgare)에서 트리플 슬롯 분지 효소 (BE) 돌연변이 체 HVBE2A-1 및 HVBE2A-2를 분리 하였다. 이 효과는 HVISA1의 화합물 SGS에서 트리플 슬롯 과립 (SG)의 형태를 야생형에서와 같이 간단한 SG로 변형시킨다. 이러한 돌연변이는 새로운 트리플 슬롯 품종의 발달을 일으킬 수 있습니다.

릴리스의 전문 :
쌀, 밀, 옥수수 및 보리와 같은 시리얼은 인간 식단에서 필수적이며 식품 산업에 다양한 용도가 있습니다. 다양한 산업 응용 분야에 대한 그들의 적합성은 곡물의 특성에 달려 있습니다. 이 시리얼 곡물의 주요 성분은 트리플 슬롯이며, 이는 식물에서 독점적으로 발견되는 포도당 중합체입니다. 트리플 슬롯은 식물 세포 내에서 트리플 슬롯 과립 (SGS)으로 알려진 입자를 형성합니다. SG는 단순하거나 화합물로 분류됩니다. 간단한 SG는 단일 트리플 슬롯 입자로 구성되며 화합물 SG는 다중 트리플 슬롯 입자로 구성됩니다. SG의 유형은 식물 종에 따라 다릅니다. 예를 들어, 보리, 밀 및 옥수수 내 배양 물질은 간단한 SG를 포함하고 쌀 내 배열 발달은 화합물 SG를 포함합니다.

트리플 슬롯의 주요 성분 인 아밀로펙틴의 합성에 관여하는 특정 효소는 SG의 모양과 크기를 지시합니다. 아밀로펙틴 합성에 관여하는 주요 단계는 트리플 슬롯 신타 제 (SSS)에 의한 포도당 사슬의 신장, 분지 효소 (BES)에 의한 이들 사슬의 분지 및 트리플 슬롯 탈의 효소 (DBES)에 의한 잘못 배치 된 포도당 가지 제거이다. 이들 효소 중 일부가 돌연변이라는 유전 적 변이로 인해 없거나 기능 장애가 없을 때, 트리플 슬롯 특성에 상당한 변화가 발생한다. 예를 들어, DBE가 결석하면Isoamylase1(ISA1) 보리 (HVISA1)의 돌연트리플 슬롯 체 (HVISA1), 기형 포도당은 아밀로 펙틴의 형성을 방해하고 짧은 글루코 사슬로 광범위한 분자를 갖는 피토 글리코겐의 축적을 초래하고 아밀로펙틴보다 유의하게 낮은 분자량을 갖는다. 달콤한 옥수수 품종의 옥수수에서도 비슷한 특성이 관찰되었습니다.

트리플 슬롯 생합성 유전자에서 돌연변이 사이의 유전 적 상호 작용은 쌀과 옥수수에서 잘 연구되었지만 보리에서는별로 알려져 있지 않습니다. 이 격차를 해소하기 위해 식물 과학 자원 연구소의 Ryo Matsushima 부교수는 보리의 다른 트리플 슬롯 생합성 유전자 간의 유전 적 상호 작용을 탐구하고 2024 년 8 월 31 일 이론적 및 응용 유전학에서 연구를 발표했습니다.“이 연구에서 SG 형태에 대한 선별 검사를 바탕으로, 우리는 야생형 보리와 달리 내장에서 길쭉한 SG를 개발하는 보리, HVBE2A-1 및 HVBE2A-2에서 전분 BE 돌연변이 체를 분리했습니다. "이들 돌연트리플 슬롯 체를 분석하면서, 그들은 HVBE2A-1이 HVBE2A 유전자에 기본 변화가 있음을 발견하여 효소 활성을 방해하는 아미노산 치환을 유발한다는 것을 발견했다.HVBE2A-2, HVBE2A염색체 결실로 인해 없었습니다.

이전에, Matsushima 박사의 그룹은 DBE 돌연변이 보리에서 Phytoglycogen의 증가로 트리플 슬롯 함량이 감소했다고보고했습니다.hvisa1, 그리고이 특성은 돌연트리플 슬롯에 의해 향상되었습니다HVFLO6트리플 슬롯. 그들은 또한hvisa1돌연트리플 슬롯 체, 복합 SG는 야생형 보리의 간단한 SG와 대조적으로 내 배양에서 형성되었다. 그들이 교차했을 때hvisa1돌연트리플 슬롯HVBE2A돌연트리플 슬롯 체, 그들은HVISA1 HVBE2A이중 돌연트리플 슬롯 체는 야생형과 같이 간단한 SG를 형성했습니다.“이것은 보리 내 배열에 전공 인 HVBE2A의 부재가 잘못된 포도당 체인의 형성을 감소시켜 HVEA1에 의한 트리플 슬롯밍의 필요성을 감소시킬 것으로 예상됩니다. 결과적으로 HVBE2A의 손실은 HVISA1 돌연변이로 인한 관찰 가능한 특성을 완화시킬 가능성이 있습니다.그들의 발견에 대해 Matsushima 박사의 의견.

내 배양에서 SG 형태에 영향을 미치는 일부 돌연트리플 슬롯는 또한 시리얼 꽃가루의 SG 형태에 영향을 미칩니다. 그들은HVBE2A에 대한 HVISA1 돌연트리플 슬롯는 꽃가루에서 관찰 할 수 없었으며, 이는 내 배변에서의 발견과 대조됩니다. 이 결과는 꽃가루와 내배엽에서 정상적인 SG를 유지하기위한 다른 경로를 나타냅니다. 시리얼에서 SG의 구조적 변화를 이끄는 정확한 경로와 유전 적 상호 작용은 진화하는 연구 분야입니다. 마츠 시마 박사는 그의 결론을 공유하면서8170_8474

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참조 :
원래 논문의 제목 : 트리플 슬롯 분기 효소의 돌연변이 2a 보리에서 이소 아밀라 제 1의 손실로 인한 특성을 억제
저널 :이론적 및 응용 트리플 슬롯학
doi : 10.1007/s00122-024-04725-7

Contact Person :Ryo Matsushima
DR. RYO MATSUSHIMA는 일본 오키마 아마 대학의 식물 과학 및 자원 연구소의 부교수입니다. 그의 관심 분야에는 보리와 콩과 같은 식품 작물의 적용된 식물 유전학이 포함됩니다. Matsushima 부교수는 트리플 슬롯 생합성 경로에서 유전자 상호 작용을 이해하는 데있어 획기적인 획기적인 음식 품질과 영양소를 위해 트리플 슬롯 과립을 인위적으로 설계하는 데 미래의 기술에 기여할 것이라고 믿고 있습니다.