非生物脅迫是包括乾旱、高鹽和極端溫度等在內的影響植物正常生長和發育的環境逆境，是影響農作物產量的主要因素。非生物脅迫抑制植物的光合作用，影響葉綠體的穩定性並誘導葉綠體的降解（葉片由綠變黃的一個過程），從而引起植株的早衰，並最終影響農作物的產量。目前對脅迫條件下葉綠體降解的具體過程和調控機制還不清楚。
中國科學院成都生物研究所汪松虎課題組與美國加州大學戴維斯分校Dr.Blumwald實驗室合作，在擬南芥中克隆和鑑定了一個未知功能的新基因，命名為CV (chloroplast vesiculation)。非生物脅迫可以誘導激活CV基因的表達。表達後CV蛋白進入葉綠體，與光合系統II的亞基發生直接的相互作用，影響光合系統II的穩定性，從而誘導葉綠體的解體，形成囊泡化。這些CV蛋白誘導形成的囊泡（CCVs），包裹著葉綠體的基質蛋白和內囊體蛋白等離開葉綠體，最後與細胞質中的液泡融合完成葉綠體蛋白的最終降解。利用化學誘導表達系統過量表達CV基因可以導致植物葉片的早衰和葉綠體的降解。而在擬南芥中利用artificial miRNA技術沉默CV基因的表達可以抑制非生物脅迫誘導的葉片衰老和葉綠體的降解，同時提高植株的抗逆性。CV基因是一種植物細胞特有的且高度保守的基因。CV蛋白具有三個功能結構域：N端含有一個葉綠體轉運肽，中間含有一個跨膜結構域，C端具有一個序列高度保守的結構域。C端保守結構域對蛋白質的相互作用和誘導葉綠體降解的功能必不可少。該研究不僅克隆和鑑定了一個植物特有的新基因，而且揭示了一個參與葉綠體降解的新途徑。同時該研究也表明葉綠體的穩定性在植物抗逆過程中起到非常重要的作用，並為提高農作物在逆境條件的產量提供了新的思路。
該研究結果Stress-Induced Chloroplast Degradation in Arabidopsis Is Regulated via a Process Independent of Autophagy and Senescence-Associated Vacuoles 發表於期刊Plant Cell上。（來源：中科院成都生物研究所）
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