近日,山東農業大學生命科學學院盧從明教授團隊莊焜揚副教授在Plant Communications期刊上發表最新研究成果。山東農業大學已畢業博士研究生陳崇,山東農業大學熊峰教授,山東農業大學生科院本科生胡瑛琦為論文共同第一作者,山東農業大學生科院莊焜揚副教授為論文通訊作者。
番茄中的兩個同源蛋白SlBAP31和SlBAP31-LIKE受高溫誘導表達,且兩者功能冗余,共同正向調控番茄的耐熱性,維持高溫脅迫下PSII-LHCII復合體的穩定。亞細胞定位分析顯示,這兩個蛋白不僅分布于內質網和高爾基體,也存在于葉綠體中。光系統II PsbW亞基對于維持PSII-LHCII復合體的穩定十分重要。在番茄中存在SlPSBW1及SlPSBW2兩個同源蛋白,其中,SlPSBW2是番茄PSBW家族中的主要功能亞型,其對維持PSII-LHCII超級復合體的穩定性起主導作用。在葉綠體層面,SlBAP31和SlBAP31-LIKE能夠直接結合番茄PSII的低分子量亞基SlPSBW2,該特異性互作依賴于SlPSBW2蛋白C末端第121位甘氨酸殘基,并促進其在葉綠體中的積累,從而維持了PSII-LHCII復合體的穩定。此外,該研究還發現SlBAP31和SlBAP31-LIKE還能與葉綠體蛋白轉運復合物TOC-TIC的核心組分SlTOC75發生互作。因此,SlBAP31s可能在熱脅迫下通過SlTOC75促進SlPSBW在葉綠體中的積累,盡管目前尚缺乏直接觀察證據來證實這一非常規轉運途徑。
綜上所述,該研究揭示了SlBAP31與SlBAP31-LIKE通過一種可能涉及TOC復合物的新機制,保護PSBW亞基并穩定光合作用,從而增強番茄耐熱性。
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圖1 SlBAP31s促進SlPSBW2葉綠體積累的擬議模型
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