水稻叶色调控新机制：DNA解旋酶CDE5在叶绿体发育中的关键作用

研究人员通过定位克隆技术鉴定出调控水稻叶色的新基因CDE5（LOC_Os06g45980），该基因编码一种DNA解旋酶。通过转基因互补、表达分析、RNA测序和酶活实验证实，CDE5通过影响叶绿体发育、叶绿素合成及光合作用相关基因表达，调控ATPase活性，从而解决植物白化突变体叶绿体发育异常的机制问题。该研究为作物光合效率改良提供了新靶点。

　　

叶色作为影响植物光合作用和生物合成的关键性状，其分子机制仍有待揭示。这项研究聚焦水稻白化突变体chlorophyll deficient 5（cde5），该突变体在整个生长期均表现为叶绿体发育缺陷的白化叶片。基因定位显示，CDE5编码一种此前未报道与植物白化相关的DNA解旋酶。

突变体cde5表现出叶绿体结构异常和叶绿素含量降低的特征。组织表达分析发现CDE5广泛分布于多种组织，原位杂交证实其在叶肉细胞特异性表达。亚细胞定位实验揭示CDE5同时定位于叶绿体和线粒体。RNA测序与RT-qPCR结果表明，CDE5缺失会导致叶绿素合成、叶绿体发育和光合作用相关基因表达显著改变。

酶活实验证实野生型CDE5具有ATP水解酶(ATPase)活性，而突变体蛋白的酶活显著降低。这些发现不仅阐明了DNA解旋酶在水稻叶色调控中的新功能，更为理解叶绿体发育的分子机制提供了重要线索。研究首次将DNA解旋酶CDE5与植物白化表型相关联，为作物光合效率的遗传改良开辟了新思路。