郭世荣课题组揭示了TGase调节光合作用的机制

2019年8月，《Horticulture Research》在线发表了南京农业大学郭世荣教授研究组题为“TGase positivelyregulates photosynthesis via activation of Calvin cycle enzymes in tomato”的研究论文，初步揭示了番茄TGase基于激活卡尔文循环关键酶对光合作用的调节的机制。

转谷氨酰胺酶（TGases）是植物中广泛存在的交联酶，在光合作用、非生物和生物胁迫中起关键作用。蛋白质和转录组学研究发现叶绿体蛋白（即LHCII、CP29、CP26和CP24）是TGase的靶蛋白，TGase在植物的光合作用或光保护反应中有着重要作用。该研究通过比较野生型（WT）、tgase突变体和TGase过表达（TGaseOE）植株，阐明TGase在调节氧化还原和光合作用中的作用。结果表明，与 WT 相比，增加TGase的转录水平可以提高净光合速率（Pn），而tgase突变体显著抑制Pn和CO2同化速率；过表达TGase正向调节Benson-Calvin循环相关基因表达和卡尔文循环关键酶活性，TGaseOE植株与WT植株相比，过表达植株中的RbcL和RCA蛋白含量更高，TGase能够增加脱氢抗坏血酸还原酶（DHAR）和谷胱甘肽还原酶（GR）活性，降低氧化还原状态，说明TGase能够通过维持Calvin循环的活化状态和诱导细胞氧化还原稳态积极调节光合作用。