Резистентный крахмал (англ. Resistant starch (RS)) — это особый вид крахмала, оказывающий благотворное влияние на ожирение, диабет 2 типа и другие хронические осложнения. Выведение сортов риса с высоким содержанием RS считается ценным способом улучшения общественного здравоохранения. Однако большинство сортов риса содержат уровень RS только ниже 2% в приготовленном рисе, и клонирование генов RS имеет решающее значение для повышения уровня RS в рисе.
Крахмал обеспечивает ~50% источника энергии для человека. Гранулы крахмала с полукристаллической структурой являются первичной формой крахмала, которые состоят из двух основных полимеров глюкозы: амилозы и амилопектина.
Амилоза синтезируется синтазой связанного с гранулами крахмала (GBSS), тогда как амилопектин синтезируется тремя классами ферментов: синтазами крахмала (SS), ферментами ветвления крахмала (SBE) и ферментами деветвления (DBE).
По пищевым целям крахмал можно классифицировать как быстроусвояемый, медленноусвояемый и резистентный крахмал (RS).
RS - особый вид крахмала, который не переваривается в тонком кишечнике и попадает в толстую кишку, где ферментируется микробиотой. Таким образом, RS в пище полезен для контроля диабета 2 типа, контроля веса и воспалительных заболеваний кишечника. С учетом того, что почти все натуральные сорта риса содержат менее 2% RS, а это намного ниже рекомендуемого уровня, команда китайских исследователей поставила задачу оптимизировать рис по упомянутому параметру, сообщает Чэнь На в релизе Китайской академии наук.
Исследование, проведенное Ван Аньци и коллегами из группы профессора Ли Цзяяна из Института генетики и биологии развития Китайской академии наук, было опубликовано в журнале Plant Biotechnology Journal под названием «Создание высокоустойчивого крахмального риса путем систематического редактирования генов биосинтеза амилопектина inrs4».
Группа ученых показала, что мутации определенных генов биосинтеза амилопектина могут дополнительно увеличить содержание RS в сортах риса селекционным путем.
«Потеря функции крахмалсинтаз IIIa (SSIIIa) и SSIIIb, двух генов биосинтеза амилопектина, может повысить уровень RS до 10%. Выяснение механизма биосинтеза RS имеет важное теоретическое и практическое значение для повышения пищевой ценности риса», - отметил профессор Ли.
Предыдущие исследования команды Ли и их коллег показали, что одинарный мутант ssIIIa и двойной мутант ssIIIassIIIb могут увеличить содержание RS с 2% до 6% и 10% соответственно.
В своем новом исследовании ученые использовали редактирование генома для проведения систематического генетического анализа 14 генов биосинтеза амилопектина в фоне двойного мутанта ssIIIa ssIIIb. Мутация определенных генов биосинтеза амилопектина еще больше увеличила содержание RS в фоне ssIIIa ssIIIb.
Исследование показало, что четверные мутанты sbeI sbeIIb ssIIIa ssIIIb и sbeI ssIVb ssIIIa ssIIIb могут повышать уровень RS более чем на 18%.
Однако, пищевое качество приготовленного риса и урожайность зерна снижались по мере увеличения содержания RS, что указывает на компромисс между этими признаками. В то время как в этих мутантах ssIIIa ssIIIb демонстрировал сбалансированное соотношение RS и урожайность зерна.
«Наше исследование пролило свет на биосинтез RS, определив ряд генов биосинтеза амилопектина и разработав практические способы селекции сортов риса с высоким RS и сбалансированной производительностью», заключил профессор Ли.
Источник: Chinese Academy of Sciences. Автор: Чэнь На.
Заглавное фото: Лукьянов Дмитрий, AgroXXI.ru.
