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科學(xué)家解析OsPPR9在水稻葉綠體發(fā)育中的作用
[所屬分類:行業(yè)動態(tài)] [發(fā)布時間:2023-5-17] [發(fā)布人:網(wǎng)站管理員2] [閱讀次數(shù):] [返回]
科學(xué)家解析OsPPR9在水稻葉綠體發(fā)育中的作用
作者：李晨 來源：中國科學(xué)報
山東拓普生物工程有限公司 http://www.jinhuabanruo.cn
近日，中國水稻研究所水稻生物育種全國重點實驗室錢前院士課題組完成的研究論文在《農(nóng)業(yè)科學(xué)學(xué)報》(英文) (Journal of Integrative Agriculture，JIA) 正式發(fā)表。該研究解析了PPR蛋白家族的功能，及其參與調(diào)控葉綠體發(fā)育的分子機理。
葉綠體是植物光合作用發(fā)生的場所，葉綠體的發(fā)育直接影響植物的光合效率。葉綠體作為半自主細(xì)胞器，雖然自身擁有少量遺傳信息。但是，葉綠體發(fā)育和發(fā)揮正常功能需要質(zhì)體基因和核基因編碼蛋白協(xié)同參與。
已有研究表明三角狀五肽重復(fù)（PPR）蛋白在植物的生長發(fā)育中扮演著重要的作用，例如，參與調(diào)控植物葉片發(fā)育，籽粒淀粉合成和種子活力。依據(jù)C端的結(jié)構(gòu)域，可將PPR蛋白分為P型，PLS型，E1型，E2型和DYW型。在水稻中，PPR蛋白家族成員超過450個，其中依據(jù)預(yù)測定位在葉綠體中的DYW型PPR蛋白共有30個，但是大多數(shù)DYW-PPR蛋白在葉綠體發(fā)育過程中的功能仍然未知。
據(jù)介紹，OsPPR9是一個在葉片中高表達，定位在葉綠體中的DYW型PPR蛋白。通過基因編輯技術(shù)，在水稻中敲除OsPPR9并獲得了osppr9-1和osppr9-2兩種類型等位突變體。表型鑒定表明， OsPPR9突變體在苗期表現(xiàn)為葉片黃化致死表型。與野生型相比，突變體的葉片中葉綠體含量顯著性降低并伴隨著葉綠體發(fā)育受阻。在突變體中，葉綠體發(fā)育相關(guān)和光合作用相關(guān)基因的表達量顯著性降低，且光合作用相關(guān)蛋白在突變體葉片中的積累也減少。這表明DYW-PPR蛋白OsPPR9在水稻苗期葉綠體發(fā)育中具有重要的作用。
進一步研究表明，在突變體中4個葉綠體基因RNA編輯位點包括rps8-182，rpoC2-C4106，ndhB-C611和rps14-C80編輯效率降低，導(dǎo)致它們編碼蛋白發(fā)生改變。OsPPR9敲除并不影響葉綠體基因第二類型內(nèi)含子的剪接。
通過酵母雙雜實驗驗證OsPPR9可以和OsMORF家族蛋白OsMORF2和OsMORF9相互作用形成蛋白復(fù)合體。由此可見，DYW-PPR蛋白OsPPR9是通過參與調(diào)控葉綠體RNA編輯影響水稻苗期葉綠體的發(fā)育和功能。
錢前院士和中國水稻所張強為該文章的通訊作者，陳昌招碩士和王亞梁博士為該文章的共同第一作者。該研究得到了中國農(nóng)科院基本科研業(yè)務(wù)費、中國農(nóng)科院創(chuàng)新工程、水稻生物學(xué)重點實驗室項目和 中國水稻研究所重點項目的資助。
相關(guān)論文信息：https://doi.org/10.1016/j.jia.2022.08.026
（本文內(nèi)容來源于網(wǎng)絡(luò)，版權(quán)歸原作者所有，如有侵權(quán)可后臺聯(lián)系刪除。）
作者：李晨 來源：中國科學(xué)報
山東拓普生物工程有限公司 http://www.jinhuabanruo.cn
近日，中國水稻研究所水稻生物育種全國重點實驗室錢前院士課題組完成的研究論文在《農(nóng)業(yè)科學(xué)學(xué)報》(英文) (Journal of Integrative Agriculture，JIA) 正式發(fā)表。該研究解析了PPR蛋白家族的功能，及其參與調(diào)控葉綠體發(fā)育的分子機理。
葉綠體是植物光合作用發(fā)生的場所，葉綠體的發(fā)育直接影響植物的光合效率。葉綠體作為半自主細(xì)胞器，雖然自身擁有少量遺傳信息。但是，葉綠體發(fā)育和發(fā)揮正常功能需要質(zhì)體基因和核基因編碼蛋白協(xié)同參與。
已有研究表明三角狀五肽重復(fù)（PPR）蛋白在植物的生長發(fā)育中扮演著重要的作用，例如，參與調(diào)控植物葉片發(fā)育，籽粒淀粉合成和種子活力。依據(jù)C端的結(jié)構(gòu)域，可將PPR蛋白分為P型，PLS型，E1型，E2型和DYW型。在水稻中，PPR蛋白家族成員超過450個，其中依據(jù)預(yù)測定位在葉綠體中的DYW型PPR蛋白共有30個，但是大多數(shù)DYW-PPR蛋白在葉綠體發(fā)育過程中的功能仍然未知。
據(jù)介紹，OsPPR9是一個在葉片中高表達，定位在葉綠體中的DYW型PPR蛋白。通過基因編輯技術(shù)，在水稻中敲除OsPPR9并獲得了osppr9-1和osppr9-2兩種類型等位突變體。表型鑒定表明， OsPPR9突變體在苗期表現(xiàn)為葉片黃化致死表型。與野生型相比，突變體的葉片中葉綠體含量顯著性降低并伴隨著葉綠體發(fā)育受阻。在突變體中，葉綠體發(fā)育相關(guān)和光合作用相關(guān)基因的表達量顯著性降低，且光合作用相關(guān)蛋白在突變體葉片中的積累也減少。這表明DYW-PPR蛋白OsPPR9在水稻苗期葉綠體發(fā)育中具有重要的作用。
進一步研究表明，在突變體中4個葉綠體基因RNA編輯位點包括rps8-182，rpoC2-C4106，ndhB-C611和rps14-C80編輯效率降低，導(dǎo)致它們編碼蛋白發(fā)生改變。OsPPR9敲除并不影響葉綠體基因第二類型內(nèi)含子的剪接。
通過酵母雙雜實驗驗證OsPPR9可以和OsMORF家族蛋白OsMORF2和OsMORF9相互作用形成蛋白復(fù)合體。由此可見，DYW-PPR蛋白OsPPR9是通過參與調(diào)控葉綠體RNA編輯影響水稻苗期葉綠體的發(fā)育和功能。
錢前院士和中國水稻所張強為該文章的通訊作者，陳昌招碩士和王亞梁博士為該文章的共同第一作者。該研究得到了中國農(nóng)科院基本科研業(yè)務(wù)費、中國農(nóng)科院創(chuàng)新工程、水稻生物學(xué)重點實驗室項目和 中國水稻研究所重點項目的資助。
相關(guān)論文信息：https://doi.org/10.1016/j.jia.2022.08.026
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