非生物脅迫是包括干旱、高鹽和極端溫度等在內(nèi)的影響植物正常生長和發(fā)育的環(huán)境逆境，是影響農(nóng)作物產(chǎn)量的主要因素。非生物脅迫抑制植物的光合作用，影響葉綠體的穩(wěn)定性并誘導(dǎo)葉綠體的降解（葉片由綠變黃的一個過程），從而引起植株的早衰，并最終影響農(nóng)作物的產(chǎn)量。目前對脅迫條件下葉綠體降解的具體過程和調(diào)控機制還不清楚。

中國科學(xué)院成都生物研究所汪松虎課題組與美國加州大學(xué)戴維斯分校Dr.Blumwald實驗室合作，在擬南芥中克隆和鑒定了一個未知功能的新基因，命名為CV(chloroplastvesiculation)。非生物脅迫可以誘導(dǎo)激活CV基因的表達。表達后CV蛋白進入葉綠體，與光合系統(tǒng)II的亞基發(fā)生直接的相互作用，影響光合系統(tǒng)II的穩(wěn)定性，從而誘導(dǎo)葉綠體的解體，形成囊泡化。這些CV蛋白誘導(dǎo)形成的囊泡（CCVs），包裹著葉綠體的基質(zhì)蛋白和內(nèi)囊體蛋白等離開葉綠體，最后與細(xì)胞質(zhì)中的液泡融合完成葉綠體蛋白的最終降解。利用化學(xué)誘導(dǎo)表達系統(tǒng)過量表達CV基因可以導(dǎo)致植物葉片的早衰和葉綠體的降解。而在擬南芥中利用artificialmiRNA技術(shù)沉默CV基因的表達可以抑制非生物脅迫誘導(dǎo)的葉片衰老和葉綠體的降解，同時提高植株的抗逆性。CV基因是一種植物細(xì)胞特有的且高度保守的基因。CV蛋白具有三個功能結(jié)構(gòu)域：N端含有一個葉綠體轉(zhuǎn)運肽，中間含有一個跨膜結(jié)構(gòu)域，C端具有一個序列高度保守的結(jié)構(gòu)域。C端保守結(jié)構(gòu)域?qū)Φ鞍踪|(zhì)的相互作用和誘導(dǎo)葉綠體降解的功能必不可少。該研究不僅克隆和鑒定了一個植物特有的新基因，而且揭示了一個參與葉綠體降解的新途徑。同時該研究也表明葉綠體的穩(wěn)定性在植物抗逆過程中起到非常重要的作用，并為提高農(nóng)作物在逆境條件的產(chǎn)量提供了新的思路。

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