《植物蔗糖轉運蛋白（SUT4）調節葉綠體光系統I的生理活性》是依託華南農業大學，由彭昌操擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：植物蔗糖轉運蛋白(SUT4)調節葉綠體光系統I的生理活性
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：彭昌操
- 依託單位：華南農業大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
蔗糖作為光合產物運輸的主要形式，是形成樹木生物產量和品質的物質基礎。蔗糖轉運蛋白(SUT)在植物光合產物的運輸和分配中扮演著重要角色。然而人們對其介導的蔗糖信號感知和信號傳導幾乎是一無所知。所以加強蔗糖特異性的信號路徑研究，對實現林木產量和品質的遺傳改良具有重大科學意義。本項目在我們研究工作的基礎上，以小桐子、黃粱木和擬南芥為試材，重點研究SUT4調節葉綠體PsaL活性的生理功能，探索植物蔗糖信號感知和葉綠體光系統信號關聯的分子機理。主要內容包括：SUT4葉綠體亞細胞定位普遍性的分子證據；SUT4和PsaL蛋白質互作的生理功能；SUT4反饋調節PSI活性的生理生化證據；SUT4介導的蔗糖或葡萄糖信號路徑等。試圖證明SUT4葉綠體定位機制的普遍性規律，闡釋SUT4-PsaL互作的生物學意義，構建SUT4調節PSI活性的工作模型，為樹木特別是經濟林器官或組織的發育和品質的遺傳改良奠定理論基礎。
結題摘要
項目圍繞擬南芥、小桐子和黃梁木SUT4的蛋白定位、SUT4與PsaL的蛋白質功能互作、SUT4與PsaL互作的生理功能以及AtSUC4介導的蔗糖或葡萄糖信號反應等內容開展研究，運用植物遺傳學、植物生理學及生物化學的方法從分子水平探究SUT4在蔗糖代謝尤其是蔗糖信號對植物生長發育的調節機制。我們發現，SUT4定位於葉綠體被膜，並與光系統I（PSI）亞基PsaL發生功能性互作形成SUC4-PsaL複合體共同調節PSI的光合電子傳遞效率。SUT4的缺失影響葉綠體發育導致基粒片層變薄，PSI電子傳遞效率（ETR）和P700光量子產量（Y(I)）顯著下降。SUT4的mRNA轉錄受蔗糖或葡糖糖誘導，說明SUT4不僅能夠行使蔗糖分子的轉運功能，還有可能感知胞質中蔗糖濃度的變化及蔗糖的sensor的功能。此外，模式植物（擬南芥，草本）、木本油料植物（小桐子，灌木）和木本植物（黃梁木，喬木）的SUT4及SUT4s家族成員的表達模式和蛋白定位存在差異。通過本項目的實施，我們基本上可以提出葉綠體SUT4介導的蔗糖轉運或蔗糖感知與調節工作模型，這為進一步探索和證明蔗糖的sensor及其信號路徑奠定了堅實的基礎，也為揭示植物光合效率的有效調節機制提供了一個全新的視野。
