浙江大學舒慶堯團隊分析磷脂酶對水稻籽粒中植酸代謝的影響

2021-02-24 萊肯生物

磷脂和植酸是水稻籽粒中磷元素的重要存在形式,而植酸是一種主要的抗營養因子,具有很多負面的作用。最近,浙江大學舒慶堯團隊分析了磷脂酶對水稻籽粒中磷脂和植酸代謝的影響,為調控水稻植酸含量提供了新的途徑。

研究人員利用CRISPR/Cas9技術創製了一個磷脂酶D基因(OsPLDα1)的突變體,並分析了水稻籽粒中植酸和代謝途徑的變化。結果發現,兩個ospldα1突變體的磷脂酸的生產量減少,胞嘧啶核苷二磷酸甘油二酯和磷脂醯肌醇的累積量也更低。此外,突變體中植酸含量也大量減少,植酸生物合成途徑中的關鍵基因表達也發生了變化。這些結果顯示,OsPLDα1基因不僅在磷脂代謝途徑中發揮著重要的作用,也參與了植酸生物合成途徑。因此,在調控水稻植酸含量方面具有很大的應用前景。

J. Agric. Food Chem., 25 September,2019

Mutational Analysis of OsPLDα1 Reveals Its Involvement in Phytic Acid Biosynthesis in Rice Grains

Author

Muhammad Saad Shoaib Khan, Rasbin Basnet, Shah Ashadul Islam, Qingyao Shu*

National Key Laboratory of Rice Biology, Institute of Crop Sciences, Zhejiang University, China

Abstract

Phospholipids and phytic acid are important phosphorus (P)-containing compounds in rice grains. Phytic acid is considered as a major antinutrient, because the negatively charged phytic acid chelates cations, including essential micronutrients, and decreases their bioavailability to human beings and monogastric animals. To gain an insight into the interplay of these two kinds of phosphorus-containing metabolites, we used the CRISPR/Cas9 system to generate mutants of a phospholipase D gene (OsPLDα1) and analyzed the mutational effect on metabolites, including phytic acid in rice grains. Metabolic profiling of two ospldα1 mutants revealed depletion in the phosphatidic acid production and lower accumulation of cytidine diphosphate diacylglycerol and phosphatidylinositol. The mutants also showed significantly reduced phytic acid content as compared to their wild-type parent, and the expression of the key genes involved in the phyticacid biosynthesis was altered in the mutants. These results demonstrate that OsPLDα1 not only plays an important role in phospholipid metabolism but also is involved in phytic acid biosynthesis, most probably through the lipid-dependent pathway, and thus revealed a potential new route to regulate phytic acid biosynthesis in rice.

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