葉綠素是光合作用至關(guān)重要的物質(zhì)，原葉綠素酸酯氧化還原酶（POR）是葉綠素生物合成中唯一的光依賴酶，負(fù)責(zé)將原葉綠素酸脂（Pchlide）轉(zhuǎn)化為葉綠素酸脂（Chlide）。Embryo defective（EMB）蛋白對(duì)于植物胚胎發(fā)育非常重要，然而EMB是否參與POR介導(dǎo)的葉綠素生物合成及其分子調(diào)控機(jī)理尚不清楚。

近日，中國(guó)農(nóng)科院蔬菜花卉所甘藍(lán)類蔬菜遺傳育種創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)在Plant Physiology雜志在線發(fā)表了題為The BoEMB1923-BoPORBs module regulates chlorophyll biosynthesis in cabbage的研究論文，揭示了BoEMB1923通過(guò)維持BoPORBs穩(wěn)定性和酶活調(diào)控甘藍(lán)葉綠素生物合成的新機(jī)制。

該研究通過(guò)正向遺傳學(xué)鑒定到一個(gè)胚胎發(fā)育蛋白BoEMB1923，其在甘藍(lán)黃綠葉色突變體522Y中存在5個(gè)氨基酸缺失。甘藍(lán)轉(zhuǎn)基因表明BoEMB1923正向調(diào)控葉綠素生物合成。Y2H、BiFC及Co-IP試驗(yàn)證明BoEMB1923和突變型yBoEMB1923均與葉綠素合成關(guān)鍵酶BoPORB1和BoPORB2互作。yBoEMB1923突變區(qū)域α-螺旋喪失，破壞了BoEMB1923-BoPORB1-BoPORB2復(fù)合體穩(wěn)定性，顯著降低BoPORBs酶活（-40%）和Chlide a生成（-33%），最終影響甘藍(lán)光合速率及生長(zhǎng)發(fā)育。該研究首次揭示了BoEMB1923通過(guò)調(diào)控BoPORBs穩(wěn)定性和酶活促進(jìn)甘藍(lán)葉綠素生物合成的新機(jī)制。

BoEMB1923-BoPORBs模塊調(diào)控葉綠素合成作用模式圖

中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院蔬菜花卉所已畢業(yè)博士生（北京市農(nóng)林科學(xué)院蔬菜研究所助理研究員）張斌、在讀博士生吳元康和任文靜為該論文共同第一作者。中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院蔬菜花卉所張揚(yáng)勇研究員和季家磊副研究員為該論文通訊作者。該論文得到了國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃、國(guó)家自然科學(xué)基金等項(xiàng)目資助。

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