近日，公司园艺植物生物学教育部重点实验室番茄团队在《Journal of Experimental Botany》发表题为《The chaperonin 60 protein SlCpn60α1 modulates photosynthesis and photorespiration in tomato》的研究论文，该研究克隆了番茄黄叶基因YL，揭示了分子伴侣蛋白SlCPN60α1调控番茄叶片光合作用及光呼吸作用的分子机理，为植物光合作用和光呼吸研究提供了新的视角。
植物通过光合作用吸收光能，将二氧化碳和水合成有机物，同时释放氧气。光呼吸是光合作用一个损耗能量的副反应，消耗氧气，并生成二氧化碳。虽然光合作用和光呼吸作用的分子机制已被广泛探索，但二者之间的相互作用在很大程度上是未知的。本研究鉴定了一个番茄T-DNA插入突变体yl(yellow leaf)，该突变体叶片呈黄色，生长延缓，叶绿体缺陷，光合作用和光呼吸受阻。遗传和表达分析表明，yl突变体表型是由于分子伴侣蛋白SlCPN60α1中插入单拷贝T-DNA导致功能丢失所致。SlCPN60α1在叶片中高表达，该蛋白同时定位于叶绿体和线粒体中。蛋白2D电泳和酵母双杂交证明SlCPN60α1能够影响包括叶绿素合成、光合电子传递和卡尔文循环过程中的相关蛋白，进而调控光合作用。此外，SlCPN60α1可以直接与线粒体中的SlSHMT1蛋白相互，从而调节番茄的光呼吸。SlCPN60α1并不能直接与Rubisco大亚基结合，暗示着SlCPN60α1可能通过其他蛋白复合体协同调控光合作用。本研究证明了分子伴侣蛋白SlCPN60α1在番茄叶片光合作用和光呼吸作用中起着重要作用，并为光合作用调控和作物遗传改良提供了理论支持。
永利集团304am官方入口博士后叶杰及博士研究生陈卫芳为论文为并列第一作者，张余洋教授为论文通讯作者。该研究得到了国家重点研发计划、国家现代农业技术体系等项目资助。
论文链接：https://academic.oup.com/jxb/advance-article/doi/10.1093/jxb/eraa418/5904182
作者：叶 杰
审核：张余洋