近日，中國水稻研究所種質創新課題組在SCIENCE CHINA Life Sciences發表了題為“LSL1 controls cell death and grain production by stabilizing chloroplast in rice”的研究論文，該論文揭示了一個含有未知功能結構域的蛋白參與調控葉綠體氧化還原穩態的機制，進而影響水稻的產量與品質。   　　葉綠體作為植物光合作用的重要場所，其能量轉移及氧化還原穩態的維持對于植物發育至關重要。水稻作為最重要的糧食作物之一，葉綠體發育異常通常會引起籽粒發育異常，導致減產和品質受損。解析葉綠體及籽粒發育的分子調控機制，為保障糧食安全提供分子育種策略。   　　研究人員通過EMS誘變分離得到了一個類病斑lsl1突變體，該突變體在全生育期均表現為類病斑表型。生理實驗表明，lsl1中活性氧過度積累，維持ROS穩態的關鍵酶活性嚴重失調。TUNEL和彗星實驗表明lsl1突變體中發生了DNA的異常降解和細胞死亡。lsl1突變體葉綠體發育異常，結合轉錄組數據表明，LSL1參與光合作用和葉綠素合成過程。葉綠體異常導致了光合作用受損，其籽粒大小和品質均降低。   　　深入探究LSL1潛在的分子機制，通過酵母雙雜實驗對LSL1蛋白進行互作篩選，鑒定到兩個葉綠體發育相關蛋白PAP10與PsaD。LUC和BIFC實驗也證實了這一互作關系。值得注意的是，突變的LSL1蛋白失去了與PsaD蛋白發生互作的能力。因此該研究認為LSL1通過與PAP10和PsaD互作來共同維持葉綠體和細胞正常發育，進而決定水稻產量和品質。   　　該研究獲得國家自然科學基金和浙江省自然科學基金資助。任德勇研究員，謝偉碩士和徐乾坤博士為論文共同第一作者。任德勇研究員和錢前院士為共同通訊作者。   　　論文鏈接：https://www.sciengine.com/SCLS/doi/10.1007/s11427-022-2152-6