茶树CsMORF9.3基因在叶绿素生物合成和RNA编辑中的作用

《Plant Cell Reports》：The function of tea plant CsMORF9.3 in chlorophyll biosynthesis and RNA editing

摘要

主要结论

CsMORF9.3 调节叶绿素的生物合成，影响 matK-445、rpoA-200、ndhD-674 和 ndhD-1310 的 RNA 编辑效率，并且它与 CsMORFs、CsPPRs 和 CsCHLD 蛋白相互作用。

摘要

叶色是影响茶叶品质以及茶树生长和发育的重要因素。已有研究表明，多个基因和转录因子参与了茶树（Camellia sinensis）中的叶绿素代谢。然而，叶绿体 RNA 编辑因子在 C. sinensis 中叶绿素生物合成中的作用仍不明确。在本研究中，从黄化病和白化病茶树品种中鉴定出多个叶绿体基因组中的 RNA 编辑异常位点。多个细胞器 RNA 编辑因子 9.3（CsMORF9.3），这是一种定位于叶绿体中的核心 RNA 编辑因子，被确定为叶色调节的候选因子。反义寡核苷酸（AsODN）和病毒诱导的基因沉默（VIGS）实验证实，抑制 CsMORF9.3 的表达会降低叶绿素含量，下调参与叶绿素生物合成和叶绿体发育的基因，并破坏叶绿体 RNA 编辑。蛋白质-蛋白质相互作用实验通过酵母双杂交（Y2H）、荧光素酶互补成像（LCI）和双分子荧光互补（BiFC）实验确认，CsMORF9.3 可以与自身或其他 MORF 蛋白形成同源二聚体和异源二聚体。此外，CsMORF9.3 还与多种 PLS 型五肽重复（PPR）蛋白相互作用，包括 CsCRR21、CsCRR28、CsOTP84 和 CsLPA66，以及与叶绿素生物合成中镁螯合酶的关键亚基 CsCHLD 相互作用。本研究揭示了 CsMORF9.3 的蛋白质相互作用，证明了其在 C. sinensis 中调节 RNA 编辑和叶绿素生物合成方面的潜在作用。这些结果扩展了对叶绿素生物合成调控机制的理解，并为黄化病和白化病茶树种质的育种提供了新的见解。