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Retrograde Signaling and Photoprotection in a gun4 Mutant of Chlamydomonas reinhardtii

Molecular Plant 2012年第6期5卷 1242-1262页

作者： Cinzia Formighieri Mauro Ceol giulia bonente Jean-David Rochaix Roberto Bassi Dipartimento di Biotecnologie Universita di Verona Strada Le Grazie 15 1-37134 Verona Italy Departments of Molecular Biology and Plant Biology University of Geneva Sciences Ⅲ 30 Quai Ernest-Ansermet CH-1211 Geneva 4 Switzerland

GUN4 is a regulatory subunit of Mg-chelatase involved in the control of tetrapyrrole synthesis in plants and cyanobacteria. Here, we report the first characterization of a gun4 insertion mutant of the unicellular green alga Chlamydomonas reinhardtii. The mutant contains 50% of chlorophyll as compared to wild-type and accumulates ProtolX. In contrast to the increase in LHCtranscription, the accumulation of most LHC proteins is drastically diminished, implying posttranscriptional down-regulation in the absence of transcriptional coordination. We found that 803 genes change their expression level in gun4 as compared to wild-type, by RNA-Seq, and this wide-ranging effect on transcription is apparent under physiological conditions. Besides LHCs, we identified transcripts encoding enzymes of the tetrapyrrole pathway and factors involved in signal transduction, transcription, and chromatin remodeling. Moreover, we observe perturbations in electron transport with a strongly decreased PSI-to-PSII ratio. This is accompanied by an enhanced activ- ity of the plastid terminal oxidase （PTOX） that could have a physiological role in decreasing photosystem II excitation pressure.

关键词： green algae Chlamydomonas genome uncoupled （gun） mutants gun4 retrograde signaling PTOX.

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