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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(jī)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(fù)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(gè)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(gè)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(dá)，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(dá)受到影響，表明WLP2對(duì)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(fù)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(shì)。本研究表明，WLP2通過TRX-FLN調(diào)控復(fù)合體保護(hù)水稻葉綠體發(fā)育免受高溫脅迫影響。 該研究利用EMS化學(xué)誘變的方法篩選到了兩個(gè)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(xué)以及分子生物學(xué)等手段發(fā)現(xiàn)WLP2編碼一個(gè)水稻PEP聚合酶復(fù)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(biāo)記在雜交水稻生產(chǎn)中具有一定的應(yīng)用價(jià)值。 |
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2樓2017-10-19 21:31:42
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