我室胡骏教授团队阐明了PPR蛋白PPR767参与线粒体RNA编辑并影响水稻株型以及抗旱能力的机制

线粒体作为一种半自主性细胞器，其功能主要是为宿主细胞提供能量。在进化过程中，其大部分遗传信息发生了丢失或转移到宿主细胞基因组，而遗留在线粒体内基因的转录调控需要大量核编码蛋白的参与。RNA编辑作为线粒体基因转录后修饰的一种重要方式，它的发生依赖于核编码的PPR蛋白家族的参与。PPR蛋白功能的缺失对植物的生长发育具有重要的影响，也影响着植物的抗胁迫能力，因此解析PPR蛋白的分子作用机制具有重要的科学意义和应用价值。

近日，武汉大学生命科学学院胡骏教授团队在植物学一区杂志Plant Physiology上在线发表题为“The pentatricopeptide repeat protein PPR767 modulates plant architecture and drought resistance in rice”的研究论文，阐明了PPR蛋白PPR767参与线粒体RNA编辑并影响水稻株型以及抗旱能力的机制。https://academic.oup.com/plphys/advance-article/doi/10.1093/plphys/kiaf187/8126252.

研究表明，PPR767为E类型的PPR蛋白，亚细胞定位实验表明PPR767定位于线粒体，光合速率检测及电镜观察线粒体与叶绿体结构实验表明突变体线粒体变异而叶绿体完整。植株表型研究发现，PPR767突变体株高变矮、茎节变细且叶片变短窄。

PPR767通过直接结合靶标RNA参与了3个线粒体基因中4个位点（nad1-674、nad3-155、nad3-172和nad7-317）的RNA 编辑事件。进一步分析发现，PPR767可以与MORF1以及MORF8蛋白互作，推测PPR767通过募集其他蛋白形成编辑复合体来完成RNA编辑。

进一步分子机制研究表明，PPR767突变减弱了线粒体复合体 Ⅰ 的活性，影响线粒体复合体的丰度。此外，PPR767通过调节ROS含量，影响水稻抗旱能力。RNA-seq结果表明，PPR767功能丧失后，导致核编码的与活性氧积累相关基因的表达量发生变化。这为PPR蛋白影响水稻抗旱能力以及细胞器的退行性信号提供了重要依据。

武汉大学杂交水稻全国重点实验室胡骏教授为论文的通讯作者，武汉大学博士生彭蕾蕾为论文的第一作者。该研究得到了国家自然科学基金委项目（31871592），湖北省自然科学基金创新群体项目（2020CFA009），中央大学基础研究基金（2042022kf0015）和湖北省技术创新项目（2024BBA005）的资助。另外，广州灿尔生物科技有限公司黄威总经理给予了慷慨捐赠。

胡骏课题组长期聚焦PPR蛋白功能与细胞器RNA编辑等相关研究，先后克隆并解析了PPR蛋白RF5恢复红莲型细胞质雄性不育的作用机理（Hu et al., PLANT CELL., 2012）；克隆并解析了PPR蛋白RF6参与红莲型细胞质雄性不育育性恢复的作用机制（Huang et al., PNAS., 2014）；克隆并阐明了DYW类型PPR蛋白PPS1通过参与RNA编辑影响线粒体电子传递链从而影响花粉育性的分子机制（Xiao et al., NEW PHYTOL., 2018）；克隆了一个双定位于线粒体和叶绿体的PPR蛋白OsPGL1，发现OsPGL1参与的RNA编辑位点在植物中高度保守，并与叶绿体发育关系密切（Xiao et al., J EXP BOT., 2018）；克隆并解析了PPR756参与线粒体3个基因的RNA编辑，并影响了花粉发育的分子机制（Zhang et al., FRONT PLANT SCI., 2020）；此外，利用DSN-seq和Ribo-off-seq等高通量测序方法获得了更为完整、可靠的水稻RNA编辑图谱，为基于高通量测序方法的植物RNA编辑研究提供了重要指导（Liu et al., PLANT JOURNAL, 2023）。