中國水稻研究所水稻功能基因組學創新團隊研究揭示,一個富含甘氨酸的蛋白LSL1參與調控葉綠體氧化還原穩态機制,進而影響水稻的産量與品質。相關研究成果發表在《中國科學-生命科學(Science China-Life Sciences)》。
葉綠體作為植物光合作用的重要場所,其能量轉移及氧化還原穩态的維持對于植物發育至關重要。葉綠體發育異常通常會引起水稻籽粒發育異常,導緻減産和品質受損。
葉綠體發育調控模塊
該研究通過EMS誘變分離得到一個類病斑lsl1突變體,該突變體在全生育期均表現為類病斑表型。生理實驗表明,lsl1中活性氧過度積累,維持ROS穩态的關鍵酶活性嚴重失調。TUNEL和彗星實驗表明,lsl1突變體中發生了DNA的異常降解和細胞死亡。lsl1突變體葉綠體發育異常,結合轉錄組數據表明,LSL1參與光合作用和葉綠素合成過程。葉綠體異常導緻了光合作用受損,水稻籽粒大小和品質均降低。
進一步探究LSL1潛在的分子機制,通過酵母雙雜實驗對LSL1蛋白進行互作篩選,鑒定到兩個葉綠體發育相關蛋白PAP10與PsaD。LUC和BIFC實驗也證實了這一互作關系。值得注意的是,突變的LSL1蛋白失去了與PsaD蛋白發生互作的能力。由此可得,LSL1通過與PAP10、PsaD互作來共同維持葉綠體和細胞正常發育,進而決定水稻産量和品質。
據了解,該研究得到國家自然科學基金等項目的資助。
科普中國智惠農民
學術支持
中國農業科學院
制作
光明網科普事業部
記者
宋雅娟 張蕃
來源: 光明網-科普中國
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