中科院植物研究所林荣呈课题组Molecular Plant揭示重要调控通路

　　

生物通报道：植物通过光合作用利用光能将二氧化碳和水转化为有机物并释放出氧气。叶绿体含有叶绿素，是植物进行光合作用的重要场所。叶绿素生物合成对于叶绿体发育和植物光合作用非常关键。虽然人们已经比较了解这个通路中的反应，但对这个通路的调控还知之甚少。

中科院植物研究所的研究团队最近在Molecular Plant杂志上发表文章，揭示了拟南芥调控叶绿素生物合成的新机制。文章通讯作者是中科院植物研究所的林荣呈（Rongcheng Lin）研究员。

BRAHMA (BRM)编码一个SWI2/SNF2染色质重塑ATPase。研究人员发现，对BRM进行敲除、敲低和RNA干扰会影响拟南芥，使其在光照下转绿率（greening rates）更高，累积较少的原叶绿素酸酯，生产较少的活性氧。

原叶绿素酸酯氧化还原酶PORA、PORB和PORC负责催化叶绿素生物合成的关键一步。研究显示，BRM通过N端结构域与转录因子PIF1相互作用。BRM以PIF1依赖的方式被直接招募到PORC的顺式调控区域。在brm突变体中，PORC位点的H3K4me3水平升高。

研究指出，染色质重塑酶BRM通过与PIF1互作调控PORC的表达。植物从异养生长转变为自养生长的时候，通过这种机制调控叶绿素的生物合成。

林荣呈课题组前不久在Nature Communications杂志上发表文章，揭示了光敏色素B控制拟南芥种子休眠和萌发的信号通路。开花植物的种子会在不利条件下保持休眠状态，等到条件有利的时候再萌发，生成一个新的植株。种子的休眠和萌发受到内部和外部信号的严格控制。（更多详细信息参见：中科院团队Nature子刊揭示新信号通路）

植物通过大型蛋白复合体、叶绿素和其他辅因子将光能转化为化学能量。捕光复合物LHC I包围着光系统I（PSI）并为其捕获阳光，在高等植物的光合作用中起到了关键性作用。中国科学院和日本冈山大学的研究人员对豌豆PSI-LHC1进行了结构分析，获得了分辨率高达2.8 Å的晶体结构，为人们提供了大量的宝贵信息。（更多详细信息参见：中科院院士发表Science封面文章）

藻胆体PBS是蓝藻和红藻捕获光的“天线”，负责将能量传递到光合作用反应中心。藻胆体是藻胆蛋白与连接蛋白组成的超分子复合体，藻胆蛋白具有能够吸收能量的发色基团。清华大学和北京大学的研究人员对鱼腥蓝藻PCC 7120进行了研究。他们通过单颗粒电镜等技术获得了完整的藻胆体结构，还分析了PBS与光系统Ⅱ（PSII）形成复合体时的结构。（更多详细信息参见：清华、北大两位院士联手发表重要成果）

作者简介：

林荣呈，男，博士，研究员，博士生导师。1996年和1999年在华中农业大学分别获学士和硕士学位，2002年在中国科学院植物研究所获博士学位。2002年至2008年在美国康奈尔大学汤普森植物研究所进行博士后研究。2008年5月到中国科学院植物研究所工作，2008年入选中国科学院“人计划”，2013年终期评估获得优秀；2013年获国家杰出青年科学基金资助，2014年获中国科学院青年科学家奖和第五届中国侨界创新人才贡献奖，2015年被评为中科院优博论文优秀指导教师。现任植物所光生物学重点实验室副主任，植物所学术委员会委员，中国植物学会青年工作委员会副主任。在Science、PNAS、Plant Cell、Nature Communications、Plant Physiology等期刊发表SCI收录论文30余篇。

生物通编辑：叶予

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