TGase调节光合作用的机制

转谷氨酰胺酶（TGases）是植物中广泛存在的交联酶，在光合作用、非生物和生物胁迫中起关键作用。蛋白质和转录组学研究发现叶绿体蛋白（即 LHCII、CP29、CP26 和 CP24）是TGase 的靶蛋白，TGase在植物的光合作用或光保护反应中有着重要作用。然而，TGase在光合作用中的作用机制依旧不是十分清楚。该研究通过比较野生型（WT）、tgase突变体和 TGase过表达（TGaseOE）植株，阐明TGase在调节氧化还原和光合作用中的作用。结果表明，与 WT 相比，增加TGase的转录水平可以提高净光合速率（Pn），而tgase突变体显著抑制Pn和 CO2同化速率；过表达TGase 正向调节 Benson-Calvin 循环相关基因表达和卡尔文循环关键酶活性，TGaseOE 植株与比 WT 植株相比，过表达植株中的RbcL和RCA 蛋白含量更高，TGase能够增加脱氢抗坏血酸还原酶（DHAR）和谷胱甘肽还原酶（GR）活性降低氧化还原状态，说明TGase能够通过维持 Calvin 循环的活化状态和诱导细胞氧化还原稳态积极调节光合作用。

Fig.1 Effectsof TGase gene overexpression (OE-#1 and OE-#2) and mutation (tgase-1and tgase-2) on the total and initial carboxylation activity of Rubisco(a and b), the activation status of Rubisco (c), the activity of Rubiscoactivase (d), and total and initial activity of fructose 1,6-bisphosphatase(FBPase) (e and f). Each histogram represents a mean±SE of three independentexperiments (n=3). Different letters indicate significant differences betweentreatments (P<0.05) according toDuncan’s multiple range test.