山东农大赵翔宇课题组在玉米籽粒发育机制研究方面取得新进展学术资讯

来源：植物科学最前沿

线粒体是植物细胞活动的主要供能场所，它的功能依赖于线粒体呼吸链复合体的正常组装。NADH脱氢酶4基因（NADH dehydrogenase 4, nad4）编码线粒体复合体I的亚基IV, 其编码的NADH脱氢酶亚基4（NAD4）对于线粒体复合体I的组装至关重要。线粒体nad4基因包括3个需要顺式剪接的II类内含子，其正常剪接往往需要核基因编码蛋白质的参与。

近日，Journal of Integrative Plant Biology正式刊发山东农业大学生命科学学院赵翔宇教授课题组题为“DEK43 is a P-type Pentatricopeptide repeat (PPR) Protein Responsible for the Cis-splicing of nad4 in Maize Mitochondria”的研究论文。该研究发现玉米P类PPR（pentatricopeptide repeat）蛋白DEK43参与线粒体nad4基因内含子1和3的顺式剪接，进而影响线粒体的功能和玉米籽粒发育。

PPR蛋白家族是陆地植物中的一类较大的蛋白质家族，大多数家族成员的生物学功能并不清楚。该研究分离到一个玉米籽粒发育缺陷突变体，命名为defective kernel 43（dek43）。该突变体籽粒的胚以及胚乳发育迟缓，籽粒变小，种皮颜色变浅，百粒重显著降低。通过图位克隆发现该突变体的表型是由一个编码P类PPR蛋白的基因（Zm00001d021053）突变所导致的，该基因命名为Dek43。进一步研究发现DEK43蛋白同时定位于细胞核和线粒体中。在dek43突变体中，线粒体nad4基因内含子1和3的剪接效率明显降低，线粒体复合体I及超级复合体I+III2的组装减少，同时这些线粒体复合体的活性也显著降低，线粒体的超微结构发生改变，线粒体功能受损。该研究揭示了DEK43对于维持线粒体功能及玉米籽粒的正常发育具有重要作用。但是DEK43在细胞核中的功能仍需进一步深入研究。

博士研究生任如昌和硕士研究生王丽丽为该论文的共同第一作者。该研究得到国家自然科学基金（91735301 和 91535109）、国家转基因生物新品种培育项目（2016ZX08003-003）等项目的资助。

原文链接：

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/pdf/10.1111/jipb.12843

来源：frontiersin 植物科学最前沿

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