郭世榮課題組揭示了TGase調(diào)節(jié)光合作用的機(jī)制

2019年8月，《Horticulture Research》在線發(fā)表了南京農(nóng)業(yè)大學(xué)郭世榮教授研究組題為“TGase positivelyregulates photosynthesis via activation of Calvin cycle enzymes in tomato”的研究論文，初步揭示了番茄TGase基于激活卡爾文循環(huán)關(guān)鍵酶對(duì)光合作用的調(diào)節(jié)的機(jī)制。

轉(zhuǎn)谷氨酰胺酶（TGases）是植物中廣泛存在的交聯(lián)酶，在光合作用、非生物和生物脅迫中起關(guān)鍵作用。蛋白質(zhì)和轉(zhuǎn)錄組學(xué)研究發(fā)現(xiàn)葉綠體蛋白（即LHCII、CP29、CP26和CP24）是TGase的靶蛋白，TGase在植物的光合作用或光保護(hù)反應(yīng)中有著重要作用。該研究通過(guò)比較野生型（WT）、tgase突變體和TGase過(guò)表達(dá)（TGaseOE）植株，闡明TGase在調(diào)節(jié)氧化還原和光合作用中的作用。結(jié)果表明，與 WT 相比，增加TGase的轉(zhuǎn)錄水平可以提高凈光合速率（Pn），而tgase突變體顯著抑制Pn和CO2同化速率；過(guò)表達(dá)TGase正向調(diào)節(jié)Benson-Calvin循環(huán)相關(guān)基因表達(dá)和卡爾文循環(huán)關(guān)鍵酶活性，TGaseOE植株與WT植株相比，過(guò)表達(dá)植株中的RbcL和RCA蛋白含量更高，TGase能夠增加脫氫抗壞血酸還原酶（DHAR）和谷胱甘肽還原酶（GR）活性，降低氧化還原狀態(tài)，說(shuō)明TGase能夠通過(guò)維持Calvin循環(huán)的活化狀態(tài)和誘導(dǎo)細(xì)胞氧化還原穩(wěn)態(tài)積極調(diào)節(jié)光合作用。