近日，中國水稻研究所水稻品質遺傳改良創新團隊研究闡明了PPR蛋白CDE4在水稻葉綠體發育，特別是在低溫脅迫條件下維持水稻葉綠體正常發育的分子機制，對深入了解PPR家族蛋白的生物學功能及葉綠體發育調控的分子機理具有重要意義。相關研究成果發表在《植物學報（Journal of Integrative Plant Biology）》上。
據介紹，葉綠體是植物進行光合作用的細胞器，為植物生長發育提供必要的能量和代謝物質。葉綠體是一個半自主細胞器，自身包含了少量遺傳信息，其正常發育并行使功能需要質體和核基因組的協同作用。核基因編碼的PPR家族蛋白已被證實參與葉綠體和線粒體RNA的剪切和編輯，進而調控其正常發育，水稻中約有477個核基因編碼PPR家族蛋白，但是大多數PPR蛋白的功能尚不清楚。
研究團隊篩選到了一個低溫白化的水稻突變體 cde4 ，在20℃低溫條件下，突變體中葉綠體基因 rpl2 、 ndhA 和 ndhB 的轉錄本均不能夠被正常剪切，葉綠體發育異常，呈現白化表型；而在32℃條件下，上述葉綠體基因能被正常剪切，葉色恢復正常。進一步研究發現 CDE4 編碼一個新的P型PPR蛋白；同時，CDE4能夠與鳥苷酸激酶(V2)互作，V2可以增強CDE4的穩定性；此外，在突變體 cde4 中過量表達 V2 ，過表達株系葉綠體RNA可以在低溫條件下被正常剪切，葉綠體發育及葉色均恢復正常。
該研究得到中國農科院科技創新重大工程、浙江省自然科學基金、浙江省高層次人才特支計劃等項目的資助。（通訊員 陳鎏琰）
原文鏈接：https://doi.org/10.1111/jipb.13147
