郭世榮課題組揭示了TGase調節光合作用的機制

2019年8月，《Horticulture Research》在線發表了南京農業大學郭世榮教授研究組題為“TGase positivelyregulates photosynthesis via activation of Calvin cycle enzymes in tomato”的研究論文，初步揭示了番茄TGase基于激活卡爾文循環關鍵酶對光合作用的調節的機制。

轉谷氨酰胺酶（TGases）是植物中廣泛存在的交聯酶，在光合作用、非生物和生物脅迫中起關鍵作用。蛋白質和轉錄組學研究發現葉綠體蛋白（即LHCII、CP29、CP26和CP24）是TGase的靶蛋白，TGase在植物的光合作用或光保護反應中有著重要作用。該研究通過比較野生型（WT）、tgase突變體和TGase過表達（TGaseOE）植株，闡明TGase在調節氧化還原和光合作用中的作用。結果表明，與 WT 相比，增加TGase的轉錄水平可以提高凈光合速率（Pn），而tgase突變體顯著抑制Pn和CO2同化速率；過表達TGase正向調節Benson-Calvin循環相關基因表達和卡爾文循環關鍵酶活性，TGaseOE植株與WT植株相比，過表達植株中的RbcL和RCA蛋白含量更高，TGase能夠增加脫氫抗壞血酸還原酶（DHAR）和谷胱甘肽還原酶（GR）活性，降低氧化還原狀態，說明TGase能夠通過維持Calvin循環的活化狀態和誘導細胞氧化還原穩態積極調節光合作用。