2023年5月，《植物生物技术杂志》期刊在线发表扬州大学的研究成果。研究人员利用CRISPR/Cas9技术对SS3a和SS3b进行了共敲除，并经过多代筛选获得了多个单突（ss3a、ss3b）和双突（ss3a—ss3b）纯合系，揭示了SS3a和SS3b在水稻叶片和胚乳淀粉合成以及稻米RS形成中的协同作用机制，创制了RS含量高达9.54%—9.73%（野生型0.58%）、消化速率显著降低的营养健康水稻新种质，为培育高RS含量水稻新品种提供了新策略，并有助于进一步阐明谷物中淀粉合成相关基因的功能。
近年来，超重、肥胖、II型糖尿病等能量代谢和血糖相关慢性疾病的发病率在全球范围内大幅上升。谷物淀粉是人体日常能量摄入的主要来源，普通淀粉极易被人体消化、吸收，并快速转化为血糖，是相关疾病的重要诱因。
抗性淀粉（Resistant starch, RS）是一类不能在人体小肠中被酶解消化、只能在人体的大肠中被缓慢酵解成有益短链脂肪酸的特殊淀粉。食用富含抗性淀粉的食物可以有效降低淀粉消化速率和升糖指数预防血糖相关疾病。水稻是重要的主粮作物，其食用部分主要是淀粉。普通大米中抗性淀粉含量通常小于1%。因此，提高稻米中抗性淀粉含量是水稻品质改良育种的重要方向。
试验结果表明，SS3b只在SS3a突变的基础上对水稻胚乳淀粉组成、结构以及RS含量有显著影响，暗示SS3b与SS3a在水稻胚乳淀粉合成和RS形成中具有协同效应。
为了进一步验证该机制，本研究还还测定了相关材料叶片中瞬时淀粉的理化特性。结果显示，SS3b突变后叶片总淀粉含量、支链淀粉链长分布、淀粉粒形态均发生显著变化，类似于SS3a突变对水稻胚乳淀粉合成的影响；而SS3a突变对叶片瞬时淀粉的组成、结构和淀粉粒形态均无显着影响，但可以进一步增强ss3b突变体的表型，造成ss3a-ss3b突变体中更剧烈的表型变化。这些结果表明SS3b在叶片瞬时淀粉合成中起主要作用，且SS3a突变对SS3b突变具有协同作用。
来源丨《植物生物技术杂志》期刊、农业农村部科教司
编辑丨农财君
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