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pgr5-pgrL1-Dependent Cyclic Electron Transport Modulates Linear Electron Transport Rate in Arabidopsis thaliana

Molecular Plant 2016年第2期9卷 271-288页

作者： Marjaana Suorsa Fabio Rossi Luca Tadini Mathias Labs Monica Colombo Peter Jahns Martin M. Kater Dario Leister Giovanni Finazzi Eva-Mari Aro Roberto Barbato Paolo Pesaresi Molecular Plant Biology Department of Biochemistry University of Turku 20014 Turku Finland Dipartimento di Bioscienze Unlversit~ degli studi di Milano 20133 Milano Italy Plant Molecular Biology (Botany) Department Biology I Ludwig-Maximilians-Universit~t MSnchen 82152 Planegg-Martinsded Germany Centro Ricerca e Innovazione Fondazione Edmund Mach 38010 San Michele all'Adige Italy Plant Biochemistry Heinrich-Heine-University Dusseldorf Universitstsstrasse 140225 Dusseldorf Germany Laboratoire de Physiologie Cellulaire & Vegetale Unite Mixte de Recherche 5168 Centre National de la Recherche Scientifique 38054 Grenoble France Dipartimento di Scienze dell'Ambiente e della Vita Universita del Piemonte Orientale viale Teresa Michel 11 15121 Alessandria Italy These authors contributed equally to this article

Plants need tight regulation of photosynthetic electron transport for survival and growth under environ- mental and metabolic conditions. For this purpose, the linear electron transport （LET） pathway is supple- mented by a number of alternative electron transfer pathways and valves. In Arabidopsis, cyclic electron transport （CET） around photosystem I （PSI）, which recycles electrons from ferrodoxin to plastoquinone, is the most investigated alternative route. However, the interdependence of LET and CET and the relative importance of CET remain unclear, largely due to the difficulties in precise assessment of the contribution of CET in the presence of LET, which dominates electron flow under physiological conditions. We there- fore generated Arabidopsis mutants with a minimal water-splitting activity, and thus a low rate of LET, by combining knockout mutations in Psb01, PsbP2, PsbQ1, PsbQ2, and PsbR loci. The resulting 45 mutant is viable, although mature leaves contain only ~20% of wild-type naturally less abundant Psb02 protein. 45 plants compensate for the reduction in LET by increasing the rate of CET, and inducing a strong non-photochemical quenching （NPQ） response during dark-to-light transitions. To identify the molecular origin of such a high-capacity CET, we constructed three sextuple mutants lacking the qE component of NPQ （45 npq4-1）, NDH-mediated CET （45 crr4-3）, or pgr5-pgrLl-mediated CET （45 pgrS）. Their analysis revealed that pgr5-pgrLl-mediated CET plays a major role in ~pH formation and induction of NPQ in C3 plants. Moreover, while pgr5 dies at the seedling stage under fluctuating light conditions, 45 pgr5 plants are able to survive, which underlines the importance of pgr5 in modulating the intersystem electron transfer.

关键词： Arabidopsis Photosynthesis Linear Electron Transport Cyclic Electron Transport Oxygen EvolvingComplex pgr5

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pgr5/pgrL1介导的环式电子传递研究进展

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植物生理学报 2019年第4期55卷 433-443页

作者：刘玉凤鹿嘉智孟思达王珍琪张耀丰王峰齐明芳李天来沈阳农业大学园艺学院设施园艺省部共建教育部重点实验室北方园艺设施设计与应用技术国家地方联合工程研究中心(辽宁) 沈阳 110866

环式电子传递(CEF)是光合作用光反应中仅次于线性电子传递(LEF)的另一条重要的电子传递途径。CEF包括NAD(P)H脱氢酶复合体(NDH)和pgr5 (Proton Gradient Regulation 5)/pgrL1 (Proton Gradient Regulation Like 1)两条途径,其中pgr5/pgrL1被认为是高等植物CEF中的主要途径。本文综述了pgr5/pgrL1介导的CEF的主要作用机理,以及在逆境胁迫下该途径通过保护光系统Ⅱ和光系统Ⅰ、维持ATP/NADPH比例、调节LEF和CEF的转换来缓解光抑制中的生理作用,以期为今后的相关研究提供参考。

关键词：光合作用环式电子传递 pgr5 pgrL1 光抑制

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毛果杨pgr5基因转南林895杨的分子鉴定及表达量

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东北林业大学学报 2015年第11期43卷 6-8页

作者：王丽娜李开隆林木遗传育种国家级重点实验室(东北林业大学) 哈尔滨150040

采用农杆菌介导法将毛果杨（Populus trichocarpa）pgr5基因转化南林895杨,经潮霉素抗性基因筛选并对转基因植株进行了分子检测和表达量分析。普通PCR检测结果显示,有12株检测到阳性信号,表明该基因已整合到南林895杨基因组中;经RT-PCR... 详细信息

采用农杆菌介导法将毛果杨（Populus trichocarpa）pgr5基因转化南林895杨,经潮霉素抗性基因筛选并对转基因植株进行了分子检测和表达量分析。普通PCR检测结果显示,有12株检测到阳性信号,表明该基因已整合到南林895杨基因组中;经RT-PCR检测,该12株转化子在目的基因处有阳性条带,表明该基因在转录水平表达;实时荧光定量PCR检测结果显示,12株阳性苗的表达量为野生型的2-20倍。

关键词： pgr5 分子检测实时荧光定量PCR 转基因杨树

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不同光环境集胞藻循环电子传递与类梅勒反应

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中国农业科技导报 2023年第3期25卷 78-95页

作者：张叶张昊张芃芃中国农业科学院生物技术研究所北京100081

光是光合作用不可或缺的底物。然而过量的光照会对光合生物造成氧化胁迫和严重的损害。为了应对持续变化的光环境,蓝藻演化形成了灵活的电子传递网络。围绕光系统I(photosystem I,PSI)的循环电子传递(cyclic electron transport,CET)将... 详细信息

光是光合作用不可或缺的底物。然而过量的光照会对光合生物造成氧化胁迫和严重的损害。为了应对持续变化的光环境,蓝藻演化形成了灵活的电子传递网络。围绕光系统I(photosystem I,PSI)的循环电子传递(cyclic electron transport,CET)将电子从铁氧还蛋白Fd回流到质体醌(plastoquinone,PQ)库,产生ATP且不积累NADPH。在蓝藻和高等植物中发现了2种不同的CET途径,即NDH依赖途径和pgr5依赖途径。蓝藻中黄素二铁蛋白Flv1/Flv3参与了类梅勒(Mehler-like)反应,从PSI接受电子直接将氧气还原为水,且没有活性氧的形成。以集胞藻为试验材料,通过分析不同的CET和Flv突变株在不同光照条件下的生理特征以及其P700氧化/还原动力学,进而研究CET途径和类梅勒反应在集胞藻中的功能。结果表明NDH-1复合体对CET的贡献率超过90%,维持细胞能在持续高光环境下生长,而迅速应激的类梅勒反应在缓解瞬时高光胁迫时发挥了重要作用。因此我们认为在集胞藻中NDH-1介导的循环电子途径是稳固支持其适应高光逆境的主要机制,而类梅勒反应则是在现有主要途径严重不足时的1个备用途径。响应迅速的FLV路径是野生型和NDH-1突变株的补足。

关键词：循环电子传递 NDH-1复合物类梅勒反应 pgr5 P700动力学集胞藻

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日本解开光合作用之谜有助于基因技术育种

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石河子科技 2004年第4期 37-37页

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