3月26日，中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院作物科學(xué)研究所作物耕作與生態(tài)創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)鑒定了一個在植物中高度保守、參與體內(nèi)葉綠素穩(wěn)態(tài)的葉綠體蛋白，解析了其在光暗轉(zhuǎn)換條件下調(diào)控植物程序性細(xì)胞死亡的分子機(jī)制。相關(guān)研究結(jié)果在《新植物學(xué)家（New Phytologist）》在線發(fā)表。

 

　　葉綠體作為植物的半自主細(xì)胞器，不僅是光合作用的場所，也是葉綠素、氨基酸、脂肪酸、植物激素等重要代謝物的合成部位。葉綠素生物合成是一個受嚴(yán)密調(diào)控的動態(tài)過程。葉綠素代謝的紊亂不僅會直接影響光合作用等生理過程，還會導(dǎo)致程序性細(xì)胞死亡，影響植物的生長發(fā)育。

 

　　研究人員鑒定到一個定位于葉綠體類囊體膜、在植物中高度保守的新蛋白PCD8。試驗(yàn)表明，敲除PCD8基因?qū)е屡咛乃?；PCD8的核糖核酸干擾（RNAi）突變體在光暗轉(zhuǎn)換條件下表現(xiàn)為葉綠體受損、葉片出現(xiàn)壞死斑的表型。葉綠素合成通路分析表明，該突變體中葉綠素合成中間產(chǎn)物過量積累，從而激發(fā)單線態(tài)氧，最終導(dǎo)致細(xì)胞死亡。進(jìn)一步通過遺傳和生化分析發(fā)現(xiàn)，PCD8與Clp蛋白酶及多個葉綠素合成蛋白相互作用，并促進(jìn)Clp蛋白酶對葉綠素合成蛋白的降解。該研究揭示了PCD8蛋白參與調(diào)控葉綠素合成途徑的功能和分子機(jī)制，為進(jìn)一步深入理解葉綠素合成調(diào)控提供了新的視角。

 

　　作科所已畢業(yè)博士生耿入丹為該論文的第一作者，周文彬研究員為通訊作者。此外，德國洪堡大學(xué)的Bernhard Grimm教授、德國馬普分子植物生理研究所的Ralph Bock教授、上海師范大學(xué)的黃繼榮教授參與了該研究。研究得到了國家自然科學(xué)基金、中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院創(chuàng)新工程等項(xiàng)目的資助。

 

　　原文鏈接：https://doi.org/10.1111/nph.18906