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水稻淀粉的生物合成分析

【摘要】:稻米品质性状的形成,实质上可看作是在一系列酶的催化作用下,籽粒中淀粉生物合成和积累的过程。稻米淀粉的合成是在质体中进行的,在淀粉体基质中,淀粉是通过高分子量的聚合体结晶而形成的,高分子量的聚合体包括无定形淀粉分子、蛋白质、脂类。水稻胚乳细胞中淀粉的生化合成途径:蔗糖是淀粉合成的前体,进入胚乳细胞后,通过糖酵解途径代谢转化成葡萄糖-6-磷酸和葡萄糖-1-磷酸;ADP葡萄糖在细胞质和造粉体两位点合成。

稻米品质性状的形成,实质上可看作是在一系列酶的催化作用下,籽粒中淀粉生物合成和积累的过程。稻米淀粉的合成是在质体中进行的,在淀粉体基质中,淀粉是通过高分子量的聚合体结晶而形成的,高分子量的聚合体包括无定形淀粉分子、蛋白质、脂类。水稻胚乳细胞中淀粉的生化合成途径:蔗糖是淀粉合成的前体,进入胚乳细胞后,通过糖酵解途径代谢转化成葡萄糖-6-磷酸葡萄糖-1-磷酸;ADP葡萄糖(ADP-Glucose,ADPG)在细胞质和造粉体两位点合成。在造粉体内,ADPG作为底物,在淀粉合成酶(Starch Synthase,SS)、淀粉分支酶(Starch Branching Enzyme,SBE)和脱分支酶(Starch De-Branching Enzyme,SDBE)的共同作用下合成淀粉。淀粉合成主要由四大酶类共同作用,包括ADP-葡萄糖焦磷酸化酶、淀粉合成酶、淀粉分支酶和淀粉去分支酶。整个过程可分为三部分:ADPG葡萄糖的合成,支链淀粉的合成和淀粉粒的形成,直链淀粉的合成(图3-4)。

图3-4 淀粉生物合成的主要途径

ADPG:腺苷二磷酸葡萄糖;UDPG:尿苷二磷酸葡萄糖;G-1-P:葡萄糖-1-磷酸;AGPP:ADP-葡萄糖焦磷酸化酶;UGPP:UDP-葡萄糖焦磷酸化酶;GBSS:淀粉粒结合性淀粉合成酶;SSS:可溶性淀粉合成酶;SBE:淀粉分支酶;SDBE:淀粉脱分支酶。