武汉大学侯昕研究组揭示拟南芥FtsH11蛋白通过调节叶绿体ATP合酶组装调控植物高温响应
2023/1/31 17:05:00 阅读：206 发布者：
随着全球气候变暖逐年加剧，环境温度的不断升高对植物生长发育的影响越来越严重。高温胁迫逐渐成为植物生长和作物生产要面临和亟待解决的严峻挑战。研究植物对高温胁迫的响应机制并开发其应用潜力，对作物生产和粮食安全具有重要意义。
近日，武汉大学杂交水稻全国重点实验室侯昕教授研究组在Plant， Cell & Environment上发表了题为“Chloroplast Inner Envelope Protein FtsH11 is Involved in the Adjustment of Assembly of Chloroplast ATP Synthase under Heat Stress”的研究论文，阐释了FtsH11蛋白高温下调控叶绿体ATP合酶的组装，从而参与植物响应高温胁迫的过程。
该研究在拟南芥自然突变体中筛选得到了一株高温敏感突变体，并克隆了相应的突变基因FtsH11。据报道FtsH11参与植物高温胁迫响应（Chen et al. 2006），但其工作机制并不清楚。本研究表明高温处理下ftsh11中光系统复合体结构发生了巨大变化，其中PSⅡ（Photosystem Ⅱ）高级结构降解，Cytb6/f（Cytochrome complex）蛋白含量减少，ATP合酶（ATP synthase）组装异常。进一步研究发现FtsH11具有ATP依赖的金属蛋白酶活性，与ATP合酶组装辅因子BFA3互作，而且高温下ftsh11中BFA3蛋白大量累积，从而推测BFA3是FtsH11蛋白酶的底物。遗传学证据表明敲除BFA3能够部分缓解ftsh11的高温敏感表型。
该研究表明，高温胁迫下FtsH11通过降解BFA3，下调叶绿体ATP合酶的组装从而降低类囊体腔中质子外流以帮助维持质子梯度。另外，该研究首次发现FtsH11可能参与Cyt b6/f在高温胁迫下的稳定，为后续FtsH11的功能研究提供了新思路。
原文链接：
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/pce.14525
图文来源：植物与环境 PCE公众号
转自：“植物生物技术Pbj”微信公众号
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