环境污染,饮食结构不合理,快节奏生活方式,社会老龄化等导致的“三高”疾病(高血糖、高血压、高血脂)、糖尿病、肾脏病、癌症、肥胖、骨质疏松和生长发育不均衡等现象在我国已相当普遍。特别是近年来高血压患病率不断上升,已经成为我国人群致死、致残的主要原因之一。采用药物疗法存在长期用药易产生药物依赖及副作用大的缺点,给患者带来极大心理和经济压力。通过研究和开发具有调节人体生理功能,满足不同和特殊消费群需要的活性物质,包括功能性蛋白质(低谷蛋白、14-16KD的抗过敏蛋白、大豆球蛋白)、活性多糖(如抗性淀粉等)、功能性油脂(富含不饱和脂肪酸的米油)、功能性维生素(β-胡萝卜素)、微量矿物元素(铁、锌、硒等)、黄酮类化合物、功能性肽和氨基酸(赖氨酸、色氨酸、γ-氨基丁酸)等功能性农作物新品种。实现“药食同源”,不失为一条经济有效的解决途径。同时通过农作物中功能成分的发掘利用,可望在增强人体机能和代谢平衡上发挥重要作用,从而达到提高农作物的附加值,扩大农作物的利用范围,使之成为新型功能保健品和食品工业的一种重要原材料。水稻是世界上最重要的粮食作物之一,全世界有二分之一的人口以水稻作为主食。富含γ-氨基丁酸(GABA)的水稻具有降低血压、调整血脂的功效,因此它可以作为高血压患者廉价的功能食品来源。 谷氨酸脱羧酶(GAD)是GABA合成的关键酶,我们对GABA富集的特异水稻材料W025和其来源品种金南风进行比较分析,结果表明:(1)GABA积累主要集中在胚部,浸水后W025的GABA积累量显著高于金南风。(2)随着浸水时间延长,谷氨酸脱羧酶(GAD)的活性呈逐渐增加趋势,W025胚部的酶活显著高于金南风。GAD活性的变化与GABA的积累显著正相关,表明浸水后种胚GABA的积累与谷氨酸脱羧酶的催化反应有关。(3)2个已知的谷氨酸脱羧酶基因OsGAD1与OsGAD2在W025和金南风之间没有转录水平的差异。提示可能存在其它的谷氨酸脱羧酶基因在浸水后GABA的积累中起重要作用。 因此,利用生物信息学和RT-PCR的方法。从水稻种胚中克隆了一个新的谷氨酸脱羧酶基因(OsGAD3,GenBank登录号:AY187941)。对克隆的新基因OsGAD3的功能鉴定表明:OsGAD3编码蛋白与OsGAD1、OsGAD2蛋白的同源性分别是75%,69%,但其亲源关系与双子叶植物的谷氨酸脱羧酶更接近。序列分析表明OsGAD3编码蛋白具有两个谷氨酸脱羧酶保守的结构域,即序列中部的磷酸吡哆醛(PLP)结合位点和