Plant,Cell&Environment |我室侯昕教授课题组揭示拟南芥FtsH11蛋白调控植物高温响应机制

随着全球气候变暖逐年加剧，环境温度的不断升高对植物生长发育的影响越来越严重。高温胁迫逐渐成为植物生长和作物生产必须要面临和亟待解决的严峻挑战。研究植物对高温胁迫的响应机制并开发其应用潜力，对作物生产和粮食安全具有重要的意义。

    近日，我室侯昕教授课题组在Plant, Cell & Environment上发表了题为“Chloroplast Inner Envelope Protein FtsH11 is Involved in the Adjustment of Assembly of Chloroplast ATP Synthase under Heat Stress”的研究论文，阐释了FtsH11蛋白高温下调控叶绿体ATP合酶的组装，从而参与植物响应高温胁迫的过程。

  作者在拟南芥自然突变体中筛选得到了一株高温敏感突变体，并克隆了相应的突变基因FtsH11。FtsH11蛋白在前人的研究中已经被发现参与植物响应高温胁迫（Chen et al. 2006），但其工作机制并不清楚。本研究表明，随着高温处理的进行，FtsH11突变体的光系统复合体结构发生了巨大变化，其中PSⅡ（Photosystem Ⅱ）高级结构降解，Cyt b6/f（Cytochrome complex）蛋白含量减少，ATP合酶（ATP synthase）的组装异常。研究发现FtsH11具有依赖ATP的金属蛋白酶活性，能够与ATP合酶组装辅因子BFA3发生互作，而且高温下BFA3蛋白在FtsH11突变体中大量累积，从而推测BFA3是FtsH11蛋白酶的底物。遗传学实验证据表明敲除BFA3确实能够部分缓解ftsh11的高温敏感表型。

   这些结果表明，在高温胁迫下，FtsH11能够通过降解BFA3，下调叶绿体ATP合酶组装的来降低类囊体腔中质子外流以帮助维持质子梯度。另外，该研究中首次发现FtsH11可能参与Cyt b6/f在高温胁迫下的稳定，为后续研究FtsH11的功能提供了新的思路。

我室博士研究生岳晓虹为论文的第一作者，侯昕教授为论文通讯作者，李阳生教授参与了研究。

   参考文献：Chen J., Burke J.J., Velten J. & Xin Z. (2006) FtsH11 protease plays a critical role in Arabidopsis thermotolerance. Plant J, 48, 73-84.