山东大学谭保才团队揭示线粒体PPR78蛋白在玉米mRNA稳定性及种子发育中的作用

近日，山东大学生命科学学院植物细胞工程与种质创新教育部重点实验室谭保才研究组揭示线粒体靶向的三角状五肽重复（PPR）蛋白PPR78在玉米nad5成熟mRNA的稳定性及种子发育中的作用。研究结果于2017年9月23日在线发表于《Molecular Plant》上。

三角状五肽重复（PPR）蛋白是参与植物细胞器RNA代谢的RNA结合蛋白大家族。虽然越来越多的PPR蛋白已被功能研究，但它们在线粒体RNA稳定性中的作用却知之甚少。利用反向遗传学方法，研究人员揭示了线粒体靶向的PPR78蛋白在nad5成熟mRNA稳定性及玉米种子发育中的作用。PPR78功能缺失可显著降低线粒体nad5成熟mRNA的稳态水平、阻断电子传递链中复合体I的组装及导致胚胎发生和胚乳发育的停滞。另一个强等位基因的表征印证了PPR78在nad5 mRNA积累及玉米种子发育中的作用。成熟nad5的产生需通过反式剪接组装三种不同的前体RNA，并且在ppr78突变体中nad5T1前体的积累下降。然而，引起全长nad5转录本损失的是成熟nad5的不稳定性而非nad5T1，并且降解的nad5丢失翻译起始密码子和终止密码子均在突变体中富集。本研究结果表明，成熟nad5 mRNA的组装先于PPR78对其保护。

Figure 1. PPR78 is essential for seed development and nad5 tran accumulation in maize.

谭保才

山东大学生命科学学院院长，特聘教授，泰山学者。

教育背景

1992/09-1997/06 博士佛罗里达大学植物分子遗传学

1984/09-1987/06 硕士兰州大学植物生理学

1980/09-1984/06 学士兰州大学植物生理学

工作经历

2013/12-至今山东大学生命科学学院特聘教授，院长，泰山学者

2011/01-2013/12 香港中文大学深圳研究院研究员

2007/12-2013/12 香港中文大学植物分子与农业技术研究所研究副教授

2001/03-2007/12 佛罗里达大学癌症与遗传研究所研究助理教授

1997/07-2001/02 佛罗里达大学植物分子与细胞生物学博士后

1992/08-1997/06 佛罗里达大学园艺科学系研究助理

1987/06-1992/08 兰州大学生物系讲师

科研方向

1、种子发育的遗传调控机制

种子发育过程直接影响粮食作物的产量, 因此解析种子发育的分子遗传调控机制,既是植物分子遗传学的一个根本问题，也是农业生产高产育种的重要基础。种子发育涉及多个复杂的遗传调控网络,突变体是解析网络基因组成元件的重要遗传材料。我们利用Mutator转座子分离了大量的玉米种子发育突变体，也开发了相应的快速有效基因克隆方法。本研究旨在通过对突变体的遗传学、分子生物学和细胞生物学分析，克隆调控种子发育关键基因、揭示其分子功能、并解析其机制和调控网络，为分子育种提供理论基础。

2、类胡萝卜素的合成与代谢

维生素A是人类健康必需的营养元素，缺乏维生素A，轻则造成免疫力下降，重则造成夜盲、失明和发育受阻、甚至死亡。遗憾的是人体不能自主合成维生素A，必需靠食物摄取。植物中维生素A原(proVitamin A)是维生素A的前体，可在小肠中转化为维生素A，维生素A原属于类胡萝卜素类物质。因此，本研究旨在研究类胡萝卜素的合成与代谢机制，为高维生素A原的谷物创建奠定基础。

3、ABA合成的调控机制

植物激素ABA在种子休眠和环境应答中起关键作用，胁迫条件下植物可迅速合成ABA，调节一系列基因表达应对环境变化。但从植物感知胁迫到如何启动ABA合成的机制还不清楚。在胁迫条件下，ABA合成的关键基因NCED/Vp14的表达迅速升高。因此，本研究旨在通过对NCED/Vp14的分子生物学研究，探索ABA合成的上游调控基因和通路。

（以上内容摘自山东大学生命科学学院官网）