Обнаружен ген, ответственный за этерификацию лютеина в пшенице

Исследователи из Австралийского национального университета (ANU) и их коллеги из других университетов провели исследование, чтобы понять механизм этерификации лютеина в зерне пшеницы.

Каротиноиды отвечают за яркую окраску многих злаков, овощей и фруктов. Они также являются важными микронутриентами в рационе человека. Каротиноиды могут быстро деградировать в зерне после сбора урожая, что снижает его питательную ценность. Стабильность и сохранность каротиноидов повышается за счёт этерификации — химической реакции между каротиноидом и жирными кислотами.

Авторы идентифицировали ген, ответственный за этерификацию каротиноида лютеина в хлебной пшенице, как Xanthophyll acyl-transferase (Xat). Он расположен на хромосоме 7 D-генома пшеницы (хлебная пшеница имеет гексаплоидный геном A, B и D). Белок, кодируемый этим геном, — это фермент XAT, который этерифицирует несколько каротиноидов различными липидами.

Белок XAT накапливается по мере развития зерна, но действует только после сбора урожая. Поскольку фермент XAT и его субстраты-каротиноиды находятся в разных частях клетки, авторы предполагают, что их взаимодействие становится возможным только при разрушении клеточных компартментов после уборки. Контроль над временем этого разрушения может позволить тонко настраивать процесс этерификации.

В качестве следующего шага авторы работают над переносом участка хромосомы 7D с геном Xat в твёрдую (макаронную) пшеницу. Лютеин важен для качества зерна твёрдой пшеницы, так как придаёт жёлтый или кремовый цвет пасте и кускусу. Однако, в отличие от хлебной пшеницы, у твёрдой пшеницы нет D-генома, и она не может этерифицировать свой лютеин.

Ведущий автор исследования Джейсинта Уоткинс отметила: «Введение гена Xat в твёрдую пшеницу может помочь поддерживать высокий уровень жёлтого пигмента во время хранения и транспортировки. Понимание этерификации также открывает новые возможности для улучшения питательной ценности злаков».