OsNOA1调控水稻叶绿素和Rubisco形成及其温度依赖性的机理研究

我们在多年的前期研究中发现，一氧化氮相关蛋白1（简称为OsNOA1）不但能有效调控水稻中叶绿素和Rubisco的形成，而且其调控效果对温度具有灵敏的依赖性；适量上调OsNOA1的表达能显著提高低温条件下水稻中的叶绿素含量。本申报项目拟利用业已创建的OsNOA1干涉及超表达水稻纯合株系为研究材料，采用酵母双杂交、Co-IP、BiFC、基因表达芯片、蛋白组学和代谢物组分析等技术，从不同层次系统深入地研究OsNOA1调控水稻叶绿素和Rubisco形成的机理。一旦能阐明其调控机理，一方面可能为进一步深入了解光合作用调控机理提供新的线索或新的研究思路；另一方面还可望为分子改良植物的耐冷性提供理论依据。

NOA1最初是由Guo等(Guo et al.,2003)作为一个植物中的一氧化氮合酶报道的，但后续的多项研究都表明NOA1并不是一个NO合酶而是间接影响NO的含量。.本研究前期结果表明，OsNOA1的干涉水稻能以一种温度依赖的方式影响叶绿素的合成以及Rubisco的表达水平。当OsNOA1的干涉水稻在正常温度（30度）条件下生长时，其叶绿素与Rubisco相比中花野生型仅有细微降低。而当在较低温度下生长时（22度），OsNOA1干涉水稻的叶绿素与Rubisco水平显著低于中花野生型。同时，我们证明了OsNOA1可能具有的这种调控作用发生在合成而不是降解水平。.在本基金的资助下，我们进一步研究了OsNOA1调控叶绿素合成与Rubisco等叶绿体蛋白表达的可能机理及其与NO的关系，并获得了以下结果：..（1）OsNOA1对叶绿素与叶绿体蛋白的调控作用与NO无关；.（2）与OsNOA1表达量下调类似，超表达OsNOA1也能影响水稻中Rubisco的表达和叶绿素的合成，且在超表达植株中OsNOA1的表达量与叶绿素的含量呈负相关性；.（3）通过iTRAQ蛋白质组等实验，表明OsNOA1与叶绿体核糖体功能相关,且特异地影响叶绿体30S核糖体小亚基；.（4）OsNOA调控大量叶绿体自编码和核基因编码的叶绿体蛋白表达，除通过影响叶绿体核糖体组装直接控制叶绿体蛋白翻译外，还可能通过叶绿体逆行信号调节核基因编码的叶绿体蛋白的翻译。我们通过创建双干涉转基因植株后发现，这种调控与OsGUN1等基因信号通路无关；