拟南芥类金属蛋白酶FtsH影响质体发育的分子机制

植物质体/叶绿体的正常发育需要对其蛋白质量进行精确控制，这种蛋白质量控制主要由蛋白酶Clp、Lon、Deg和FtsH等完成。其中金属蛋白酶FtsH可以清除未组装或受损伤的类囊体膜蛋白、参与光系统修复并影响叶绿体的发育。本实验室在前期工作中获得了3个类似FtsH蛋白酶基因（FtsH_like）的T-DNA插入突变体，即SVAR1-1,SVAR1-2和SVAR1-3。此三种突变体具有完全相似的表型，其胚胎发育在球形胚－心形胚过渡期表现异常，杂合体植株种夹中25%的胚珠呈异常白色并最终败育,此表型比已报道的FtsH突变体(叶斑驳)更为严重。推测SVAR1可能通过控制质体蛋白的质量来影响质体发育，进而影响胚胎发育。本课题拟利用生化、遗传和分子生物学等手段在阐明SVAR1是否具有蛋白酶活性的基础上深入研究SVAR1蛋白调控拟南芥质体发育的作用机制，对阐明质体及胚胎发育的分子机理具有重要的理论意义。

植物质体/叶绿体的正常发育需要对其蛋白质量进行精确控制，这种蛋白质量控制主要由蛋白酶Clp、Lon、Deg和FtsH等完成。其中金属蛋白酶FtsH可以清除未组装或受损伤的类囊体膜蛋白、参与光系统修复并影响叶绿体的发育。本项目通过详细分析2个FtsH类蛋白（FtsHL5和FtsH12）和一个TTL基因的功能。发现这些基因的突变都导致胚胎败育。FtsHL5和FtsH12两个蛋白质都定位在叶绿体，突变体后质体发育异常，导致了胚胎发育受到影响。TTL定位在细胞核中，在植物体内存在多种可变剪切形式，胚乳细胞核分裂异常，导致了胚胎发育受到影响。这些结果对阐明质体及胚胎发育的分子机理具有重要的理论意义。