Les scientifiques ont montré que la perte de fonction de deux gènes paralogues de la biosynthèse de l’amidon contribue à une augmentation de la teneur en amidon résistant (RS) dans le riz cuit, donnant un aperçu de la génération de variétés à haute RS dans le riz et éventuellement d’autres céréales.
Cette étude, menée par l’équipe du Pr LI Jiayang de l’Institut de génétique et de biologie du développement (IGDB) de l’Académie chinoise des sciences et l’équipe du Pr Wu Dianxing de l’Université du Zhejiang, a été publiée en ligne dans Actes de l’Académie nationale des sciences le 1er mai.
Les modes de vie sédentaires et la suralimentation à long terme entraînent l’obésité, le diabète de type 2 et les complications associées, qui sont devenus une menace majeure pour la santé mondiale. Cette incidence pourrait potentiellement être réduite par des approches diététiques appropriées en régulant l’homéostasie du glucose.
Contrairement à l’amidon rapidement digéré, le RS est un type d’amidon spécial qui ne peut pas être digéré dans l’intestin grêle mais qui est transféré dans le gros intestin pour une fermentation lente, ce qui est bénéfique pour la santé intestinale et peut améliorer diverses affections connexes, telles que l’inflammation intestinale. la maladie, la résistance à l’insuline et le diabète de type 2, et la gestion du poids.
Le riz est une excellente source d’amidon, mais la plupart du riz cuit contenait de faibles niveaux de RS (SSIIIa, précédemment signalés par les équipes de Li et Wu, est un gène à haute RS. La teneur en RS dans le mutant de perte de fonction ssIIIa dans l’indica le fond de riz avec un allèle Wxa a augmenté à environ 6 %. Bien que SSIIIa et Wx aient contribué à la formation de RS, des gènes RS plus fonctionnels étaient toujours souhaités.
Compte tenu de cela, les chercheurs ont utilisé un mutant à haute RS rs4 (teneur en RS ~ 10%) généré par mutagenèse physique. Grâce à l’analyse génétique, au reséquençage et au clonage de la population en ségrégation, ils ont identifié un nouveau gène RS élevé, SSIIIb, qui héberge une mutation par décalage de cadre dans le mutant rs4 en plus du déficit en SSIIIa.
Ils ont découvert que la mutation unique ssIIIb n’avait aucun effet sur les niveaux de RS, mais lorsqu’elle s’est pyramidée avec ssIIIa pour former le double mutant ssIIIa ssIIIb, les niveaux de RS ont encore augmenté à 10 % dans le contexte du riz indica. Les niveaux accrus de RS chez les mutants ssIIIa et ssIIIa ssIIIb étaient associés à une augmentation des niveaux d’amylose et de lipides.
De plus, les chercheurs ont montré que les protéines SSIIIb et SSIIIa dérivent de gènes paralogues de la famille SSIII du riz, alors que SSIIIb fonctionne principalement dans les feuilles et SSIIIa principalement dans l’endosperme en raison de leurs modèles d’expression divergents spécifiques aux tissus. SSIII a subi une duplication de gène dans différentes céréales, un paralogue SSIII étant exprimé principalement dans les feuilles et un autre dans l’endosperme. SSII a également montré un schéma évolutif similaire à celui de SSIII. La duplication de SSIII et SSII était associée à une teneur élevée en amidon total et à de faibles niveaux de RS dans les graines de céréales testées, par rapport à une faible teneur en amidon et à des niveaux élevés de RS dans les dicotylédones testées.
Ces résultats fournissent des ressources génétiques importantes pour la sélection de variétés de riz à RS élevé, et les caractéristiques évolutives de ces gènes peuvent faciliter la génération de variétés à RS élevé dans différentes céréales.
Plus d’information:
Anqi Wang et al, la perte de fonction de SSIIIa et SSIIIb confère de manière coordonnée une teneur élevée en RS dans le riz cuit, Actes de l’Académie nationale des sciences (2023). DOI : 10.1073/pnas.2220622120