揭示OsABCI7与OsHCF222互作调控水稻类囊体膜稳定的新机制学术资讯

来源：植物科学最前沿

近日，中国水稻研究所吴建利研究员课题组在国际学术期刊Plant Physiology在线发表了题为“The OsABCI7 transporter interacts with OsHCF222 to stabilize the thylakoid membrane in rice”的研究论文。该研究首次揭示了ATP结合盒式转运蛋白（ATP-binding cassette transporter I family member 7, OsABCI7）通过与高叶绿荧光蛋白（HIGH CHLOROPHYLL FLUORESCENCE 222, OsHCF222）互作，从而维持水稻类囊体膜稳定的分子机制。

ABC转运蛋白家族是一类古老而庞大的蛋白超家族，广泛存在于真核以及原核生物中，因其常具有细胞内外底物运输的功能而被人熟知，例如对金属离子、脂质、单糖类、激素等物质的运输；此外，更有报道表明ABC蛋白也涉及到植物病原菌防卫反应以及雄性不育等方面的功能。近年来，在水稻中已有多个ABC蛋白被鉴定克隆，其功能也涉及到多个不同方面，但定位于叶绿体的ABC蛋白鲜有报道，其介导的分子机制更是未知。

该研究中，研究人员利用图位克隆的方法分离了一个EMS诱变的叶片褪绿坏死突变体（chlorotic and necrotic leaf 1, cnl1）。cnl1呈现出类囊体膜复合物降解、活性氧（ROS）过量积累等特征。此外，cnl1在低温条件下叶片表现出淡黄化表型，且cnl1黄化苗在光照条件下失去了自主转绿的能力。以OsABCI7为诱饵蛋白，利用酵母双杂交实验进行筛库，研究人员找到了其互作蛋白OsHCF222。研究发现，OsABCI7/OsHCF222复合物位于叶绿体的类囊体膜上，通过介导抗氧化系统从而调控细胞内ROS的稳态，以维持类囊体膜的完整与稳定。而在cnl1中，由于目标基因OsABCI7突变位点的存在，导致OsABCI7/OsHCF222复合物不能正常形成，最终引起了活性氧的迸发，使类囊体膜遭到了破坏。同时，外源抗氧化剂ascorbic acid（AsA）能够在一定程度上减轻cnl1中ROS的压力，从而缓解cnl1的突变表型。与cnl1不同的是，OsHCF222敲除突变体虽然也呈现出叶片褪绿的表型，但因其不能进行光合自养，致使苗期死亡。因此，研究人员推断OsABCI7与OsHCF222可能是在独立的调控途径中起协同作用。总而言之，该研究为水稻ABC蛋白功能的丰富提供了新的依据，特别是在ROS稳态与类囊体膜稳定分子机制方面。

该研究得到了中国科技部以及水稻生物学国家重点实验室的资助。中国水稻研究所2017级博士研究生贺彦为论文第一作者，吴建利研究员为通讯作者。

来源：frontiersin 植物科学最前沿

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