New Phytol | 南农赵方杰团队揭示 DJA4 分子伴侣蛋白保护叶绿体抵御砷胁迫的机制

本文由南京农业大学赵方杰教授团队发表于New Phytologist，研究旨在揭示植物叶绿体抵御砷胁迫的分子机制。背景方面，砷污染威胁农业生产，叶绿体是砷毒害的首选靶点，但保护机制不明。研究通过正向遗传学方法，以拟南芥植物螯合素合成缺陷突变体cad1-3为背景，筛选出砷超敏感突变体aic2，并通过图位克隆确定致病基因为DJA4，该基因编码J蛋白家族分子伴侣蛋白。研究发现，DJA4定位于叶绿体基质，通过其DnaJ_C结构域直接结合三价砷As(III)，减少砷对叶绿体关键蛋白的毒性；同时，DJA4与叶绿体外膜转运蛋白TOC132协同作用，维护叶绿体蛋白输入机制和功能完整性。结论表明，DJA4首次被鉴定为叶绿体抵御砷胁迫的关键因子，其通过结合砷和维持蛋白输入双重机制保护叶绿体，为理解植物耐砷分子机制提供了新视角。