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[優(yōu)秀文章推薦]水稻研究所揭示高溫脅迫下水稻葉綠體穩(wěn)定發(fā)育調(diào)控的分子機制 已有2人參與
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質(zhì)體編碼的RNA聚合酶（PEP）在成熟葉綠體的轉(zhuǎn)錄復合體中起重要作用，但水稻中PEP的功能仍不甚清楚。本研究基于其兩個等位基因白葉與穗突變體wlp2s和wlp2w，鑒定了一種新型PEP相關(guān)蛋白（PAP）WLP2。這兩個突變體在高溫下均可使水稻白化致死，而且葉綠素積累減少、葉綠體超微結(jié)構(gòu)異常以及光合作用減弱等。 圖位克隆表明，WLP2編碼一種pfkB型碳水化合物激酶家族蛋白，其與擬南芥中的類果糖激酶1（AtFLN1）同源。WLP2主要在綠色組織中表達，其蛋白質(zhì)定位于葉綠體中。wlp2突變體中PEP編碼基因、葉綠體發(fā)育基因以及光合作用相關(guān)基因的表達受到影響，表明WLP2對于葉綠體的正常生物發(fā)生是必需的。此外，WLP2及其同源蛋白OsFLN2可與硫氧還蛋白OsTRXz相互作用，并形成TRX-FLN調(diào)控復合體，其不僅可調(diào)節(jié)PEP編碼基因的轉(zhuǎn)錄，而且可維持高溫脅迫下葉綠體的氧化還原平衡。此外，wlp2w突變基因在提高種子純度和高通量育種方面具有潛在優(yōu)勢。本研究表明，WLP2通過TRX-FLN調(diào)控復合體保護水稻葉綠體發(fā)育免受高溫脅迫影響。 該研究利用EMS化學誘變的方法篩選到了兩個幼苗期葉片在高溫下白化致死的水稻突變體wlp2s、wlp2w，通過遺傳學以及分子生物學等手段發(fā)現(xiàn)WLP2編碼一個水稻PEP聚合酶復合體的重要成員。研究分析發(fā)現(xiàn)WLP2以及其同源蛋白OsFLN2與水稻硫氧還蛋白OsTRXz互作形成FLN-TRX調(diào)控模塊，調(diào)控著PEP聚合酶在高溫逆境下的氧化還原平衡，維持其轉(zhuǎn)錄活性。此外，wlp2w基因作為早期葉色標記在雜交水稻生產(chǎn)中具有一定的應(yīng)用價值。 |
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