近日，JIPB在线发表了广州中医药大学药用植物生理生态研究院靳红磊教授等题为“Plastid ribosomal protein LPE2 is involved in photosynthesis and the response to C/N balance in Arabidopsis thaliana”的研究论文。该研究发现植物叶绿体核糖体蛋白Low Photosynthetic Efficiency 2（LPE2）介导的叶绿体蛋白翻译参与C/N平衡调节。
碳（C）和氮（N）是植物重要的营养元素，植物C/N平衡对于植物生长发育起着至关重要的作用。植物叶绿体中的光合作用可以利用太阳能将无机碳（CO2）转化为有机碳（碳水化合物），直接决定体内C含量的积累水平。然而，目前对于叶绿体光合作用在C/N平衡维持中的作用却知之甚少。
通过大规模筛选鉴定模式植物拟南芥突变体，研究人员鉴定到系列低光合作用效率突变体Low Photosynthetic Efficiency（LPE）。前期研究发现LPE1通过调节PSII核心蛋白D1翻译参与PSII生物发生（Jin et al., 2018, PNAS）。本研究发现LPE2编码一个叶绿体核糖体蛋白，研究表明其同时参与光合作用及C/N平衡响应。LPE2突变体表现出剧烈降低的光合电子传递速率和光合作用效率。进一步研究发现，LPE2缺失对叶绿体基因表达没有太大影响，但显著降低各光系统复合体亚基的蛋白积累，提示LPE2参与叶绿体蛋白翻译。更有趣的是，转录组分析表明，LPE2突变体中C、N相关的细胞核编码基因表达受到显著影响。更重要的是，LPE2缺失明显抑制了植物对C/N的生理响应。这些结果提示叶绿体核糖体蛋白LPE2可能通过叶绿体-细胞核反向信号调控C/N相关基因的表达，从而调节C/N响应。该研究为理解植物C/N平衡维持机制提供了新的视角。
广州中医药大学靳红磊教授为本论文的通讯作者，董潇潇同学（中山大学2018届硕士研究生）和广州中医药大学研究助理段素娟博士为共同第一作者，王宏斌教授参与指导了本项研究，相关工作得到了国家自然科学基金的资助。
