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郁飞教授团队在高等植物叶绿体发育及植物应对高光胁迫调控机制方面取得进展

我室郁飞教授团队在高等植物叶绿体发育及植物应对高光胁迫调控机制方面取得了新的研究进展,相关研究论文“The chloroplast metalloproteases VAR2 and EGY1 act synergistically to regulate chloroplast development in Arabidopsis”在自然指数期刊和我校“双一流”学科群B类期刊《Journal of Biological Chemistry》在线发表。齐亚飞副教授和硕士研究生王晓敏为论文共同第一作者,刘夏燕副教授为通讯作者,这项工作受到国家自然科学基金和中央高校基本科研业务费的支持。

  叶绿体类囊体膜定位的依赖于ATP的金属蛋白酶FtsH复合体参与高等植物叶绿体的发育过程以及光损伤的光系统II的周转修复。拟南芥类囊体膜FtsH2亚基突变体var2呈现“花斑”叶色表型。本研究鉴定了一个新的var2“花斑”叶色的增强突变体evr3-1。var2-5 evr3-1双突变体“花斑”叶色表型增强;var2-4 evr3-1双突变体白化致死,不能光合自养生长。DNA重测序及表型回复实验表明EVR3编码定位于类囊体膜的不依赖于ATP的金属蛋白酶EGY1。与野生型相比,evr3-1/egy1突变体中光系统 II 复合体-捕光天线复合体、光系统 I -捕光天线复合体积累异常,且光系统II复合体亚基在高光处理下降解速度加快。这些结果不仅表明金属蛋白酶EGY1参与到光系统II和光系统I的稳态积累,并与依赖于ATP的金属蛋白酶FtsH协同作用调控叶绿体的发育,还暗示存在其他的蛋白酶参与到光损伤的光系统II的降解与修复。

近年来,郁飞教授科研团队围绕高等植物叶绿体发育调控机理开展了系统研究,研究成果在我校“双一流”学科群B类期刊《Plant Physiology》、《Journal of Biological Chemistry》等刊物发表,为揭示高等植物叶绿体发育及应对高光胁迫机制提供了新的思路。