叶绿体定位的分子伴侣HSP90.5的共抑制损害拟南芥的植物发育和叶绿体生物发生

背景：HSP90.5是拟南芥中一种叶绿体定位的HSP90家族分子伴侣，它已被涉及在植物非生物胁迫抗性、光形态建成和核编码蛋白向叶绿体的导入中。然而，这些过程是如何被HSP90控制的尚不完全清楚。为了理解HSP90.5在叶绿体功能和生物发生中的作用，在本研究中，我们生成了过表达C末端FLAG标记的HSP90.5的转基因拟南芥植株。通过表征三个HSP90.5共抑制系，我们证明了HSP90.5在植物生长和叶绿体生物发生中的必要作用。结果：免疫印迹和定量PCR分析揭示了三个独立的HSP90.5共抑制转基因系。所有三个共抑制系在光合组织中表现出一定程度的斑驳表型，且共抑制不影响胞质HSP90亚型的表达。HSP90.5共抑制被证明是发育调控的，并且主要发生在成年叶片和花序组织的晚期发育阶段。HSP90.5共抑制还导致莲座叶生长显著减少、瞬时淀粉储存减少，但不影响莲座叶起始或花序产生，尽管生育力降低。叶绿体的分离和尺寸排阻色谱分析表明，HSP90.5 C末端的FLAG不影响其正确的叶绿体定位和二聚化。最后，透射电子显微镜表明，HSP90.5共抑制叶片中的叶绿体发育显著受损，且叶绿体的完整性与HSP90.5的表达水平高度相关。结论：我们彻底表征了三个HSP90.5共抑制系，并证明了适当控制的HSP90.5表达对许多组织中的植物生长和发育是必需的，尤其对叶绿体类囊体形成至关重要。由于HSP90.5敲除突变体的纯合子是胚胎致死的，这项研究提供了模拟拟南芥中必需基因HSP90.5的条件性敲除系或siRNA系的转基因系。