春兰组培苗镁原卟啉IX甲基转移酶基因克隆及功能分析

镁原卟啉IX甲基转移酶(ChlM)是叶绿素合成途径中的关键限速酶之一,在植株生长发育过程中发挥着重要作用。为了了解春兰中ChlM的功能,从春兰‘宋梅’组培苗中克隆了ClChlM1基因。该基因开放阅读框全长945 bp,编码314个氨基酸序列。序列比对显示ClChlM1含有Mg-por_mtran_C结构域,亚细胞定位结果显示该基因定位在叶绿体上。在烟草中过量表达ClChlM1,叶片叶绿素含量及ALA比野生型增加。另外,过量表达烟草叶片面积也大于野生型。在过量表达转基因株系中,编码谷氨酸酯-1-半醛2,1-氨基变位酶(Gsa),叶绿素a/b结合蛋白(LHCB),镁离子螯合酶CHLI和镁离子螯合酶CHLH的基因表达上调。

镁原卟啉Ⅸ甲基转移酶研究进展

镁原卟啉Ⅸ甲基转移酶(ChlM)是叶绿素合成过程中的关键酶,对光合自养生物中叶绿素合成、叶绿体的正常发育以及光合作用的顺利进行起到至关重要的作用。ChlM不仅影响着光系统Ⅰ(PSⅠ)和光系统Ⅱ(PSⅡ)的形成以及脱落酸(ABA)的信号转导,还可以通过调控镁螯合酶H亚基基因(ChlH)表达而影响镁螯合酶活性。ChlM的产物可能参与叶绿体到细胞核的反向信号转导,同时,ChlM受到光照、叶绿体内氧化还原状态和叶片中叶酸含量等因素的影响。本文主要综述镁原卟啉Ⅸ甲基转移酶的结构特点、作用机制、酶活性调控及其参与的代谢调节,并展望镁原卟啉Ⅸ甲基转移酶的研究前景,以期为进一步深入研究并提高植物光合效率提供参考。

水稻镁原卟啉Ⅸ甲基转移酶突变对光系统Ⅱ的影响

镁原卟啉Ⅸ甲基转移酶(Chl M)是叶绿素合成途径中的关键限速酶之一,在植株生长发育过程中发挥着重要作用。为研究Chl M对植物光合特性的影响,以水稻突变体chlm及其野生型为材料,对叶片中的叶绿素含量、叶绿体超微结构、叶绿素荧光特性及光合系统相关基因的表达进行分析。结果表明,突变体chlm叶片中叶绿素a和叶绿素b的含量显著下降,基粒类囊体发育异常,叶绿素荧光强度降低,单位面积上PSⅡ的光能吸收、光能捕获、电子传递、热耗散等光合能量流减少,PSⅡ反应中心的数量和性能降低,以单位面积为基础的PSⅡ性能指数随之下降;但突变体chlm中PSⅡ相关的放氧复合体、电子传递链等有效光合机构未受到明显损伤,能量流的各量子产额也未受到明显影响,IP相最大幅度和基于吸收光能的PSⅡ性能指数均有所提升。此外,突变体chlm中PSⅡ相关基因的表达调控并无异常。综上,突变体chlm叶片中光合作用的能量流降低了,但其光系统Ⅱ机构仍能较高效地将所吸收的光能用于光合作用。本研究结果为突变体chlm的进一步应用提供了一定的理论依据。