近日，生命科學(xué)學(xué)院盧從明課題組在《Plant Communications》雜志在線發(fā)表了題為“Chloroplast gene expression: recent advances and perspectives”的綜述文章。生命科學(xué)學(xué)院張毅副教授是該論文第一作者，盧從明教授是該論文通訊作者。山東農(nóng)業(yè)大學(xué)研究生田琳也參與了本項(xiàng)工作。

葉綠體起源于15億年前植物祖先與藍(lán)細(xì)菌的內(nèi)共生事件。在漫長的植物演化過程中，葉綠體保留了自身基因組，編碼關(guān)鍵的光合作用相關(guān)蛋白和自身基因表達(dá)機(jī)器，葉綠體基因的正確表達(dá)對光合作用和植物生長發(fā)育都發(fā)揮了至關(guān)重要的作用。在葉綠體與植物的共演化過程中，葉綠體不僅僅繼承了藍(lán)細(xì)菌的原核基因表達(dá)系統(tǒng)，還出現(xiàn)了許多真核基因表達(dá)的特點(diǎn)，這使得葉綠體基因表達(dá)過程十分獨(dú)特而復(fù)雜。

該綜述分析和討論了葉綠體基因轉(zhuǎn)錄、轉(zhuǎn)錄后加工、翻譯和翻譯后加工的工作機(jī)制與最新進(jìn)展。針對最新的研究進(jìn)展，該論文該論文重點(diǎn)分析了轉(zhuǎn)錄暫停在葉綠體基因表達(dá)中的重要作用（圖1）、葉綠體C-to-U的RNA編輯催化機(jī)制（圖2）和光誘導(dǎo)葉綠體轉(zhuǎn)錄和翻譯的分子機(jī)制。此外，該綜述還探討了一些新技術(shù)在揭示葉綠體基因表達(dá)分子機(jī)制方面的作用，提出了調(diào)控葉綠體基因表達(dá)提高作物產(chǎn)量和改良作物抗逆性的可能路徑，指出了葉綠體基因表達(dá)研究領(lǐng)域目前亟待回答和解決的問題。

圖1. 葉綠體存在廣泛的轉(zhuǎn)錄暫停和轉(zhuǎn)錄暫停調(diào)控葉綠體基因表達(dá)的工作模型

圖2. 葉綠體RNA編輯的催化機(jī)制

該項(xiàng)目受到國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃和國家自然科學(xué)基金等項(xiàng)目的資助。

論文鏈接：

https://www.cell.com/plant-communications/fulltext/S2590-3462(23)00122-0

編      輯：萬    千 

審      核：賈    波