中华人民共和国农业部Peng, Yixuan：ZmPTOX1 是一种质体末端氧化酶，有助于种子发育和萌发过程中的氧化还原稳态
论论资讯 ｜ 2024-04-29 ｜
74热度
Plant Journal
Explore content
About the journal
Publish with us
ZmPTOX1, a plastid terminal oxidase, contributes to redox homeostasis during seed development and germination
Peng Yixuan; Liang Zhi; Cai Minghao; Wang Jie; Li Delin; Chen Quanquan; Du Xuemei; Gu Riliang; Wang Guoying; Schnable Patrick S; Wang Jianhua; Li Li
Published：2024-04-28
DOI：10.1111/tpj.16776
研究背景
社会对于粮食生产的需求日益增长，然而，种子发育和萌发过程中的关键机制仍存在许多未知。在这个背景下，一项最新研究揭示了一个重要发现，将有助于我们更好地理解玉米种子的发育和萌发过程。
研究内容
最新研究发现，玉米质体末端氧化酶1（ZmPTOX1）在种子发育中起着至关重要的作用，通过维持种子质体内的氧化还原平衡。研究聚焦于白色颗粒突变体3735（wk3735），其产生的淡黄色种子具有增加的蛋白质但降低的类胡萝卜素水平，并且相较于野生型（WT）种子萌发延迟。研究成功克隆和鉴定了目标基因ZmPTOX1，该基因编码了玉米PTOX-一种位于质体膜中的多功能类醌氧化酶和氧化还原传感器。虽然PTOX在拟南芥叶片和番茄果实中调节氧化还原状态并参与类胡萝卜素代谢的作用已经确立，但我们的研究首次探索了其在缺乏光合系统的储藏器官中的功能。通过研究，我们验证了质体定位的ZmPTOX1的存在，作为同源多聚体，并建立了其与植物电子传递链的关键组分之一的植物赤铁蛋白-NADP+氧化还原酶1（ZmFNR1）的相互作用。这种相互作用有助于维持质体内的氧化还原平衡。我们的研究结果表明，wk3735种子中存在过多的活性氧物质（ROS）积累倾向。除了其在类胡萝卜素的抗氧化性质中的已知作用外，ZmPTOX1还通过其氧化功能影响ROS的平衡。总的来说，我们的结果强调了ZmPTOX1在通过维持种子质体内的氧化还原平衡来控制种子发育和萌发中的关键作用。
研究意义
这项研究的创新之处在于首次揭示了ZmPTOX1在玉米种子发育和萌发中的重要作用，为我们理解种子生长过程中的氧化还原平衡提供了新的视角。这一发现有望为未来改良玉米品种、提高粮食产量和质量提供重要参考。
希望这篇文章能够帮助你更好地了解这一研究的重要性和意义。如果有任何问题或疑问，欢迎随时向我们提问！
学术热榜
查看全部
相关资讯
换一批