叶绿体分裂基因CPD19的鉴定和功能研究

叶绿体是光合作用的主要场所，是植物细胞特有的细胞器，它起源于内共生的蓝细菌。叶绿体的分裂类似于细菌的细胞分裂，都属于双元分裂。叶绿体的分裂蛋白复合体的组分一部分源自细菌的分裂蛋白，一部分是在植物的进化过程中产生的。目前，还有一些叶绿体分裂蛋白还没有被鉴定出来，关于叶绿体分裂装置的工作机理也还不太清楚。. 我们通过EMS诱变和突变体筛选，得到了一个新的叶绿体分裂基因—CPD19。通过图位克隆法鉴定出了该基因，发现cpd19突变导致其mRNA剪切紊乱，不能产生正常的mRNA。我们还得到了一些cpd19的等位突变体，这有利于该基因的进一步确认和其它分析研究。. 我们构建了CPD19与YFP荧光标签的融合基因并在植物中表达，通过荧光显微镜观察，发现CPD19具有叶绿体信号肽，且定位于叶绿体内膜上。利用透射电子显微镜对cpd19突变体和野生型植物的叶绿体超微结构进行观察和对比分析，发现cpd19突变体中除了叶绿体体积较大、数目较少外，还有类囊体基粒的大小变化较大、排列不整齐等特点。. 我们通过FtsZ1-YFP来研究CPD19的突变对FtsZ环的影响。由于FtsZ1水平的变化会影响叶绿体的分裂，我们先用FtsZ1-YFP基因来互补ftsZ1突变体，然后选出一个YFP信号较好且叶绿体表型正常的株系，并将cpd19突变背景导入。我们发现cpd19突变体中的FtsZ环定位较不规则。这可能是造成cpd19突变体中叶绿体大小不一的原因。另外，我们还在通过免疫荧光染色来进一步分析CPD19基因突变对FtsZ环的影响。. 我们还通过类似的办法，将cpd19突变背景导入GFP-ARC5互补的arc5突变体中。GFP-ARC5的信号较好且较为稳定。我们发现cpd19突变体中的ARC5环定位较为不规则，在一些表型较为严重的叶绿体上ARC5环断裂甚至脱落。因此，CPD19的突变也影响ARC5环的形成和定位，从而影响叶绿体的分裂。. 我们还通过酵母双杂交实验发现了一个与CPD19相互作用的叶绿体分裂蛋白。这两个蛋白可能通过相互作用来共同调控叶绿体的分裂。