Rice水稻酰基辅酶A结合蛋白6对水稻

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水稻酰基辅酶A结合蛋白6对水稻酰基辅酶A稳态和生长的影响

年11月，东北林业大学孟威课题组联合黑龙江大学、中科院遗传发育所等单位的相关研究人员在《Rice》上发表了题为“RICEACYL-COA-BINDINGPROTEIN6AffectsAcyl-CoAHomeostasisandGrowthinRice”的研究论文，报道了酰基辅酶A结合蛋白6在水稻中的功能。

亮点概述：水稻OsACBP6的T-DNA插入突变体（osacbp6）的根分生组织活性和叶片生长减少。破坏OsACBP6会破坏酰基辅酶A库的维持并改变叶片中的脂质组成。OsACBP6的缺失还会导致过氧化物酶依赖性活性氧（ROS）稳态的破坏。植物激素的定量研究发现osacbp6中茉莉酸水平增加。研究背景

酰基辅酶A（Acyl-CoA）酯的主要作用是充当脂质合成和分解的中间体，具有调节功能。通常，酰基辅酶A以高亲和力结合到膜脂或蛋白质上，酰基辅酶A结合蛋白（ACBP）有一个保守的Acyl-CoA结合结构域，使ACBP可以结合Acyl-CoA酯，被认为是主要的Acyl-CoA载体/转运蛋白。

在植物中，ACBP在陆地植物的整个进化过程中都是高度保守的，并且根据域结构分为四类（I-IV类）拟南芥ACBPs（AtACBPs）在发育和应激反应中的功能已得到广泛报道，大多数其他植物物种的ACBP的功能也已通过转基因拟南芥进行了研究。过氧化物酶体定位的水稻IVACBP，OsACBP6，是目前唯一被确定位于过氧化物酶体的植物ACBP，参与转基因拟南芥β-氧化。

研究人员首先构建了OsACBP6的T-DNA插入突变体（osacbp6），该突变体中不存在OsACBP6表达，观察到β氧化并没有因为OsACBP6的丢失而受到严重影响，同时，该突变体表现出生长迟缓，根分生组织活性和叶片生长减少，互补后功能得以恢复。

水稻osacbp6突变体的根分生组织活性和叶片伸长率降低

为了深入了解OsACBP6的丧失与生长受损之间的关系，确定了osacbp6中的Acyl-CoA图谱，研究人员接着在osacbp6的21天龄叶片、野生型和互补系中的酰基辅酶A含量进行了比较。全面的Acyl-CoA和脂质分析结果表明，由于OsACBP6的缺失，Acyl-CoA含量增加，三酰基甘油（TAG）略有积累。

21日龄叶片酰基辅酶A和脂谱的研究

为了进一步分析OsACBP6在生长调节中的潜在作用，研究人员随后对OsACBP6和野生型在不同生长阶段进行了比较转录组分析。一组过氧化物酶和过氧化物酶活性的基因表达下降代表了对氧化应激反应的降低。在osacbp6的根和芽/叶中均观察到过氧化氢的升高。OsACBP6的损失不仅导致Acyl-CoA动态平衡的破坏，而且导致过氧化物酶依赖性活性氧（ROS）动态平衡的破坏。相反，与osacbp6互补的转基因水稻表现出与野生型水稻相似的表型，支持了OsACBP6在维持Acyl-CoA库和ROS稳态中的作用。

水稻osacbp6突变体中活性氧稳态的破坏

最后，由于观察到差异表达的植物激素相关基因，研究人员对茉莉酸（JA）生物合成进行了研究，以解决其是否在osacbp6中受损的问题。结果支持了在转录组中观察到的发现，osacbp6中JA水平增加，这可能是由于osacbp6中过氧化氢清除受到抑制的结果。

综上所述，本研究中的Acyl-CoA分析揭示了ACBPs在酰基辅酶A利用中的作用在拟南芥和水稻中都是保守的。然而，值得一提的是，osacbp6的生长迟缓与一系列变化有关，包括Acyl-CoA库的大小、脂质代谢、ROS含量、植物激素水平以及其他转录反应的变化，表明Acyl-CoA含量增加与防御反应相关。

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