近日，中國水稻研究所水稻品質(zhì)遺傳改良創(chuàng)新團(tuán)隊研究闡明了PPR蛋白CDE4在水稻葉綠體發(fā)育，特別是在低溫脅迫條件下維持水稻葉綠體正常發(fā)育的分子機(jī)制，對深入了解PPR家族蛋白的生物學(xué)功能及葉綠體發(fā)育調(diào)控的分子機(jī)理具有重要意義。相關(guān)研究成果發(fā)表在《植物學(xué)報（Journal of Integrative Plant Biology）》上。

　　據(jù)介紹，葉綠體是植物進(jìn)行光合作用的細(xì)胞器，為植物生長發(fā)育提供必要的能量和代謝物質(zhì)。葉綠體是一個半自主細(xì)胞器，自身包含了少量遺傳信息，其正常發(fā)育并行使功能需要質(zhì)體和核基因組的協(xié)同作用。核基因編碼的PPR家族蛋白已被證實參與葉綠體和線粒體RNA的剪切和編輯，進(jìn)而調(diào)控其正常發(fā)育，水稻中約有477個核基因編碼PPR家族蛋白，但是大多數(shù)PPR蛋白的功能尚不清楚。

 

　　研究團(tuán)隊篩選到了一個低溫白化的水稻突變體 cde4 ，在20℃低溫條件下，突變體中葉綠體基因 rpl2 、 ndhA 和 ndhB 的轉(zhuǎn)錄本均不能夠被正常剪切，葉綠體發(fā)育異常，呈現(xiàn)白化表型；而在32℃條件下，上述葉綠體基因能被正常剪切，葉色恢復(fù)正常。進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn) CDE4 編碼一個新的P型PPR蛋白；同時，CDE4能夠與鳥苷酸激酶（V2）互作，V2可以增強(qiáng)CDE4的穩(wěn)定性；此外，在突變體 cde4 中過量表達(dá) V2 ，過表達(dá)株系葉綠體RNA可以在低溫條件下被正常剪切，葉綠體發(fā)育及葉色均恢復(fù)正常。

 

　　該研究得到中國農(nóng)科院科技創(chuàng)新重大工程、浙江省自然科學(xué)基金、浙江省高層次人才特支計劃等項目的資助。（通訊員 陳鎏琰）

 

　　原文鏈接：https://doi.org/10.1111/jipb.13147