Plastid Phosphatidylglycerol Homeostasis Is Required for Plant Growth and Metabolism in Arabidopsis thaliana.
Plastid Phosphatidylglycerol Homeostasis Is Required for Plant Growth and Metabolism in Arabidopsis thaliana.
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拟南芥植物生长和代谢需要质体磷脂酰甘油稳态
DOI：
10.3390/metabo13030318
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发表时间：
2023-02-21
期刊：
影响因子：
4.1
通讯作者：
Thelen JJ
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Chen M;Wang S;Zhang Y;Fang D;Thelen JJ
质体磷脂酰甘油 (PG) 的一个独特特征是在 16C 脂肪酸 (16:1t-PG) 的 sn-2 位置上有一个反式双键，由脂肪酸去饱和酶 4 (FAD4) 催化。为了提供有关 FAD4 及其产物 16:1t-PG 体内作用的更多见解，在拟南芥哥伦比亚生态型中生成了 FAD4 过表达系 (OX-FAD4)。当在连续光照条件下生长时，与 WT 对照相比，fad4-2 和 OX-FAD4s 植物表现出更高的生长速率。从 Col、fad4-2 和 OX-FAD4_2 植物中分离出总脂质，并通过脂质组学分析对极性脂质进行定量。我们发现破坏 FAD4 表达会改变原核和真核 PG 含量和组成。原核和真核单半乳糖二酰基甘油 (MGDG) 在 OX-FAD4 植物中上调，但在 fad4-2 突变体中没有上调。我们提出，质体包膜中的 16:1t-PG 稳态可以通过限制叶绿体的光同化物输出来协调植物生长和应激反应。
A unique feature of plastid phosphatidylglycerol (PG) is a trans-double bond specifically at the sn-2 position of 16C fatty acid (16:1t- PG), which is catalyzed by FATTY ACID DESATURASE 4 (FAD4). To offer additional insights about the in vivo roles of FAD4 and its product 16:1t-PG, FAD4 overexpression lines (OX-FAD4s) were generated in Arabidopsis thaliana Columbia ecotype. When grown under continuous light condition, the fad4-2 and OX-FAD4s plants exhibited higher growth rates compared to WT control. Total lipids were isolated from Col, fad4-2, and OX-FAD4_2 plants, and polar lipids quantified by lipidomic profiling. We found that disrupting FAD4 expression altered prokaryotic and eukaryotic PG content and composition. Prokaryotic and eukaryotic monogalactosyl diacylglycerol (MGDG) was up-regulated in OX-FAD4 plants but not in fad4-2 mutant. We propose that 16:1t-PG homeostasis in plastid envelope membranes may coordinate plant growth and stress response by restricting photoassimilate export from the chloroplast.
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