赵翔宇课题组在玉米籽粒发育机制研究方面取得新进展
文章作者:        发布时间: 2020-03-24                 浏览次数: 11

线粒体是植物细胞活动的主要供能场所,它的功能依赖于线粒体呼吸链复合体的正常组装。NADH脱氢酶4基因(NADH dehydrogenase 4, nad4)编码线粒体复合体I的亚基IV, 其编码的NADH脱氢酶亚基4(NAD4)对于线粒体复合体I的组装至关重要。线粒体nad4基因包括3个需要顺式剪接的II类内含子,其正常剪接往往需要核基因编码蛋白质的参与。

近日,Journal of Integrative Plant Biology正式刊发了我院赵翔宇教授课题组题为“DEK43 is a P-type Pentatricopeptide repeat (PPR) Protein Responsible for the Cis-splicing of nad4 in Maize Mitochondria”的研究论文。该研究发现玉米P类PPR(pentatricopeptide repeat)蛋白DEK43参与线粒体nad4基因内含子1和3的顺式剪接,进而影响线粒体的功能和玉米籽粒发育。

PPR蛋白家族是陆地植物中的一类较大的蛋白质家族,大多数家族成员的生物学功能并不清楚。该研究分离到一个玉米籽粒发育缺陷突变体,命名为defective kernel 43(dek43)。该突变体籽粒的胚以及胚乳发育迟缓,籽粒变小,种皮颜色变浅,百粒重显著降低。通过图位克隆发现该突变体的表型是由一个编码P类PPR蛋白的基因(Zm00001d021053)突变所导致的,该基因命名为Dek43。进一步研究发现DEK43蛋白同时定位于细胞核和线粒体中。在dek43突变体中,线粒体nad4基因内含子1和3的剪接效率明显降低,线粒体复合体I及超级复合体I+III2的组装减少,同时这些线粒体复合体的活性也显著降低,线粒体的超微结构发生改变,线粒体功能受损。该研究揭示了DEK43对于维持线粒体功能及玉米籽粒的正常发育具有重要作用。但是DEK43在细胞核中的功能仍需进一步深入研究。

博士研究生任如昌和硕士研究生王丽丽为该论文的共同第一作者。该研究得到国家自然科学基金(91735301 和 91535109)、国家转基因生物新品种培育项目(2016ZX08003-003)等项目的资助。

 原文链接:https://onlinelibrary.wiley.com/doi/pdf/10.1111/jipb.12843