Plant Physiol | 中国农科院蔬菜花卉所张扬勇团队揭示甘蓝叶绿素生物合成新机制

叶绿素是光合作用至关重要的物质，原叶绿素酸酯氧化还原酶（POR）是叶绿素生物合成中唯一的光依赖酶，负责将原叶绿素酸脂（Pchlide）转化为叶绿素酸脂（Chlide）。Embryo defective（EMB）蛋白对于植物胚胎发育非常重要，然而EMB是否参与POR介导的叶绿素生物合成及其分子调控机理尚不清楚。

近日，中国农科院蔬菜花卉所甘蓝类蔬菜遗传育种创新团队在Plant Physiology杂志在线发表了题为The BoEMB1923-BoPORBs module regulates chlorophyll biosynthesis in cabbage的研究论文，揭示了BoEMB1923通过维持BoPORBs稳定性和酶活调控甘蓝叶绿素生物合成的新机制。

该研究通过正向遗传学鉴定到一个胚胎发育蛋白BoEMB1923，其在甘蓝黄绿叶色突变体522Y中存在5个氨基酸缺失。甘蓝转基因表明BoEMB1923正向调控叶绿素生物合成。Y2H、BiFC及Co-IP试验证明BoEMB1923和突变型yBoEMB1923均与叶绿素合成关键酶BoPORB1和BoPORB2互作。yBoEMB1923突变区域α-螺旋丧失，破坏了BoEMB1923-BoPORB1-BoPORB2复合体稳定性，显著降低BoPORBs酶活（-40%）和Chlide a生成（-33%），最终影响甘蓝光合速率及生长发育。该研究首次揭示了BoEMB1923通过调控BoPORBs稳定性和酶活促进甘蓝叶绿素生物合成的新机制。

BoEMB1923-BoPORBs模块调控叶绿素合成作用模式图

中国农业科学院蔬菜花卉所已毕业博士生（北京市农林科学院蔬菜研究所助理研究员）张斌、在读博士生吴元康和任文静为该论文共同第一作者。中国农业科学院蔬菜花卉所张扬勇研究员和季家磊副研究员为该论文通讯作者。该论文得到了国家重点研发计划、国家自然科学基金等项目资助。

https://doi.org/10.1093/plphys/kiaf601