eLife | 扬州大学陈忱团队揭示OsNF-YB7抑制水稻胚胎叶绿素合成的分子机制

根据植物的胚胎中是否合成并积累叶绿素，可以将不同植物物种分为绿胚植物和非绿胚植物。在绿胚中，叶绿体能进行光合作用，为胚胎早期发育提供所需氧气和能量；绿胚中叶绿体的发育不仅对胚胎发生、种子萌发有重要影响，还影响植物的营养生长等多个生理过程。

LEAFYCOYLEDON1 (LEC1) 作为种子发育调控的关键转录因子，在绿胚植物如拟南芥中促进叶绿素合成。与十字花科植物如拟南芥能够产生绿胚不同，禾本科植物如水稻在正常生长条件下，胚胎中缺乏叶绿素合成的能力。导致禾本科植物胚胎中叶绿素无法积累的分子机制尚不明确。

近日，扬州大学陈忱教授团队青年教师杨宗举等在eLife发表了题为“OsNF-YB7 inactivates OsGLK1 to inhibit chlorophyll biosynthesis in rice embryo”的研究论文，揭示了水稻LEC1同源基因OsNF-YB7抑制水稻胚胎叶绿素合成的分子机制。

该团队首先对osnf-yb7突变体胚胎进行了表型分析，发现突变体可以产生绿胚表型，且该表型是由叶绿体发育和叶绿素积累导致。通过EMSA、ChIP-qPCR等遗传及生化试验表明，OsNF-YB7可以直接结合叶绿素合成及光合相关基因的启动子，并抑制其活性。进一步的功能研究发现，OsNF-YB7与叶绿素生物合成的关键调节因子GOLDEN2-LIKE(GLK)存在物理及遗传的相互作用，且OsNF-YB7可以抑制OsGLK1的DNA结合活性来影响胚胎叶绿素合成。

该研究通过揭示OsNF-YB7抑制叶绿素合成的多种途径，为理解OsNF-YB7在水稻叶绿素生物合成中的作用提供了重要见解。一方面，OsNF-YB7直接抑制了包括OsGLK1在内的叶绿素合成及光合作用相关基因的表达；另一方面，OsNF-YB7通过与OsGLK1的相互作用，抑制其活性。这一发现为揭示水稻胚胎叶绿素生成的负调控遗传与分子机制提供了新的线索。

扬州大学农学院青年教师杨宗举为论文第一作者，已毕业硕士研究生柏添琪和中国水稻研究所鄂志国为该论文的共同第一作者，扬州大学农学院陈忱教授为论文通讯作者。

论文链接：

https://doi.org/10.7554/eLife.96553.3