华南农业大学博士生在国际著名期刊Molecular Plant发表论文揭示高等植物叶绿素酶的光保护机制

　　2021年4月12日，植物学国际著名期刊Molecular Plant（IF5Y=12.744）在线发表了华南农业大学亚热带农业生物资源保护与利用国家重点实验室/生命科学学院/园艺学院庞学群/张昭其课题组的题为“Arabidopsis CHLOROPHYLLASE 1 Protects Young Leaves from Long-term Photodamage by facilitating FtsH-mediated D1 degradation in photosystem II repair”的研究论文（论文链接：https://www.cell.com/molecular-plant/fulltext/S1674-2052（21）00129-5），经课题组长达10年的研究，揭示了叶绿素酶协助叶绿体光系统II受损D1核心蛋白降解从而提高植物光保护的分子机制。

 

　　叶绿素酶是一个已被发现近一个世纪的“古老”的酶、长期以来被认为是高等植物叶绿素降解途径的第一个酶，催化叶绿素的脱植基反应。课题组在研究采后菜心保鲜及衰老机制时发现，叶绿素酶可能不参与菜心叶片衰老过程中的叶绿素降解。同时期针对拟南芥叶片衰老的研究也证实了叶片衰老过程中叶绿素脱植基反应由脱镁叶绿素水解酶（Pheophytin Pheophorbide Hydrolase，PPH）催化而非叶绿素酶（Schelbert et al., 2009）。那么，植物幼叶中高丰度叶绿素酶具有什么生物学功能呢？课题组以拟南芥幼叶为材料，系统研究了叶绿素酶在幼叶中的光保护功能，发现CLH1可定位于幼叶叶绿体中，与PSII解体中间复合体PSII core /RC47互作，通过催化叶绿素的脱植基反应，释放结合在D1上的叶绿素，从而补偿高光胁迫导致的FtsH2解折叠活力的不足，促进受损D1的降解，认为叶绿素酶正是人们长期以来寻找的参与D1降解的叶绿素降解酶，通过协助FtsH对受损D1蛋白的降解在幼叶中起光保护功能。

 

　　生命科学学院2020届博士毕业生田亚楠为该论文的第一作者，生命科学学院庞学群教授和园艺学院张昭其教授为共同通讯作者，课题组博士研究生钟锐豪和魏俊斌分别为第二和第三作者。该研究得到国家自然科学基金（31272214和31171988）与科技部国家重点基础研究（973项目）课题（2013CB127105）的资助。