【科研新进展】(910)园艺学院茶叶创新团队揭示茶树叶绿体RNA编辑调控叶色变异与光合稳态的分子机制
来源: 园艺学院 作者: 张梦园
发布日期: 2026-09-18 浏览次数:

近日,园艺学院茶叶创新团队在《Horticulture Research》上发表了题为"Species-Specific Loss of Chloroplast ndhB-872 RNA Editing in Tea and Tomato Is Caused by Impaired QED1 Mediated MORF Recruitment"的研究论文,为茶树黄化/白化特色种质的分子育种和园艺作物光合性状改良提供了新的理论依据与基因靶点。

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叶绿体RNA编辑(C-to-U)是植物重要的转录后修饰,由PPR蛋白识别靶位点并招募MORF辅助因子完成,直接影响光合作用效率与叶色形成。茶树黄化、白化品种以高茶氨酸、低儿茶素的优异品质著称,是珍贵的特色种质资源,但其叶色变异背后的RNA编辑调控机制长期未被解析。

该论文发现ndhB基因(编码NDH复合体核心亚基)的第872位点在拟南芥中可以被正常编辑,但在茶树和番茄中却未能被编辑。进一步对55种陆地植物的系统分析发现,RNA编辑因子QED1与其靶位点ndhB-872存在共进化关系;AlphaFold 3结构建模与蛋白质互作实验进一步表明,茶树和番茄QED1的物种特异性结构变异削弱了其对叶绿体MORF2/9辅助因子的招募能力,从而导致该位点编辑丢失。将拟南芥AtQED1异源过表达至茶树和番茄后,ndhB-872编辑得以成功恢复;但恢复编辑的转基因番茄出现了光合电子传递减弱、叶面积变小、幼苗叶片白斑、坐果和果实成熟延迟等表型。CRISPR/Cas9敲除SlMORF2.1与SlMORF9的实验进一步证实,QED1-MORF2/9复合体的组装是该位点编辑的必要条件。该研究阐明了物种特异性RNA编辑丢失的进化机制,揭示了ndhB-872编辑对番茄光合稳态与果实成熟的重要影响,为通过靶向操控RNA编辑改良作物性状提供了新思路。

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西北农林科技大学园艺学院博士生张梦园为论文第一作者,西北农林科技大学园艺学院高岳芳副教授与北京林业大学高宏波教授为共同通讯作者,该研究获得该研究得到国家自然科学基金(31700612)、咸阳市科技创新支持计划(L2023-CXNL-CXRC-008)以及泾阳茯茶高质量发展提升计划项目(K4050122051)的资助。

原文链接:https://doi.org/10.1093/hr/uhag370

编辑:王学锋
终审:刘玉峰