Ферментная инженерия
Открытый доступ

Абстрактный

Эффективное производство высокоустойчивого крахмалистого риса посредством направленного мутагенеза фермента ветвления крахмала Ⅱb с помощью CRISPR/Cas9

Си-Чао Ван, Су-Ин Йе, Юн-Пей Ву, Ю-Чиа Сюй, Морис С.Б. Ку*

Рис является основным продуктом питания для половины населения мира. Крахмал риса содержит мало резистентного крахмала (РС) с высоким
гликемическим индексом (ГИ). РС приобрел важность, поскольку он полезен для профилактики различных заболеваний. Фермент крахмальной ветви
IIb (SBEIIb) играет ключевую роль в синтезе амилопектина в эндосперме злаков. В этом исследовании мы мутировали
OsSBEIIb в сорте риса Japonica Tainung82 (TNG82) с помощью CRISPR/Cas9 и исследовали молекулярные и
физико-химические модификации в мутантных линиях OsSBEIIb, например, экспрессию генов, активность ферментов, содержание амилозы
(АС), РС и ГИ. Как и ожидалось, экспрессия гена и активность фермента OsSBEIIb были значительно снижены
, в то время как содержание AC и RS постепенно увеличивалось с 17,4% и 0,5% по весу соответственно до
25,0% и 7,5% в гетерозиготных мутантных линиях и 36,0% и 12,0% в гомозиготных мутантных линиях. Следовательно,
с увеличением RS и снижением скорости производства восстанавливающего сахара, GI постепенно снижался в гетерозиготных
и гомозиготных мутантных эндоспермах риса на 11% и 28% соответственно. Впоследствии
в популяциях T1 были идентифицированы растения без трансгенов. Наши результаты демонстрируют точное и эффективное создание
риса без трансгенов с высоким RS и низким GI с помощью CRISPR/Cas9 для обеспечения более подходящего источника крахмала для диабета II типа.