Plant Physiology | 西北农林科技大学李征团队揭示黄瓜叶绿体光形态建成调控新机制

以下文章来源于植物生理PlantPhysiol ，作者PP

黄瓜（Cucumis sativus L.）是全球性栽培的重要经济蔬菜作物，也是世界范围内消费最多的瓜类作物之一。黄瓜叶片中的主要色素平衡被打破引起叶绿体发育畸形导致光合速率降低，直接影响植株总生物量和经济效益。利用叶绿体发育畸形相关的突变体进行研究有助于解析光信号调控叶绿体发育的详细机制。

近日，西北农林科技大学园艺学院李征教授/沈俊俊副教授团队在Plant Physiology杂志在线发表了题为“Cucumber NUCLEAR FACTOR-YC2/-YC9 target translocon component CsTIC21 in chloroplast photomorphogenesis”的研究论文。该研究基于正向遗传学手段在葫芦科作物黄瓜中鉴定出植株白化的关键基因CsTIC21，并解析了黄瓜NF-YCs通过靶向作用CsTIC21调控叶绿体发育的分子机制。

李征教授课题组利用叶绿体发育缺陷的突变体as（Albino Seedling），借助图位克隆手段成功鉴定到黄瓜植株白化的候选基因CsTIC21。利用VIGS沉默和CRISPR/Cas9验证CsTIC21在黄瓜叶绿体发育中发挥重要作用：CsTIC21基因功能缺失，导致叶绿体发育畸形，光合能力显著下降从而导致植物白化和死亡。

为进一步理解CsTIC21参与叶绿体发育的功能，通过酵母单杂交、染色质免疫共沉淀、双荧光素酶报告基因系统和电泳迁移率变化等试验鉴定出CsNF-YC2和CsNF-YC9转录因子可结合并激活CsTIC21的启动子。

综上，该研究发现CsNF-YC2/9和CsTIC21共同组成一个功能模块参与了基因-环境的相互作用确保光调控黄瓜叶绿体的发育稳态。研究结果为叶绿体光形态建成研究提供了重要的参考。

论文第一署名单位为西北农林科技大学，园艺学院博士生柯旭波、沈俊俊副教授和已毕业硕士牛玉倩（博士现就读于复旦大学）为论文共同第一作者，李征教授和青岛农业大学王华森教授为论文的通讯作者。湖南农业大学武涛教授提供了黄瓜突变体材料。该研究受到国家重点研发计划项目（2022YFD1602000）、国家自然科学基金（32202519、U22A20498、32072596）和陕西省科技创新团队（2021TD-32）资助，西北农林科技大学园艺科学研究中心为本研究提供了部分技术支持。

李征、沈俊俊课题组聚焦黄瓜性别决定机制与株型调控分子机制研究并取得了系列重要研究进展，近年来在Nature Plants、Plant Physiology、The Plant Journal、Journal of Experimental Botany等国际主流学术期刊发表论文40余篇。

论文链接：

https://doi.org/10.1093/plphys/kiad296

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