五肽重复(PPR)蛋白在植物细胞器核糖核酸的转录后修饰中起重要作用。然而，大多数PPR蛋白的功能仍然未知。

 7月5日中国水稻研究所胡培松研究团队在JIPB发表了一篇名为“CDE4 encodes a pentatricopeptiderepeat protein involved in chloroplast RNA splicing and affects chloroplastdevelopment under low-temperature conditions in rice”的文章揭示了CDE4编码一种参与叶绿体RNA剪接的五肽重复蛋白，在低温条件下影响水稻叶绿体的发育。

在这里，我们描述了水稻叶绿素缺乏4 (cde4)突变体的特征，该突变体在早期叶片发育期间表现出白化表型，在低温(20℃)下叶绿素含量降低和叶绿体异常。位置克隆显示CDE4编码一种位于叶绿体中的P型PPR蛋白。在cde4突变体中，质体编码的聚合酶(PEP)依赖性转录物水平显著降低，但与野生型植物相比，20℃时核编码基因的转录物水平增加。CDE4直接结合叶绿体基因rpl2、ndhA和ndhB的转录物。这些转录物的内含子剪接在20℃的cde4突变体中是有缺陷的，但在32℃是正常的。此外，CDE4相互作用含鸟苷酸激酶VIRICENT 2(V2)；V2的过表达增强了CDE4蛋白的稳定性，从而挽救了20°c时的cde4表型。我们的结果表明，CDE4参与质体RNA剪接，在低温条件下水稻叶绿体发育中起重要作用。

V2编码鸟苷酸激酶，v2突变体在低温下具有带发育不良叶绿体的白化苗，类似于cde4突变体的表型(杉本四叶等人，2007年)。酵母双杂交分析(Y2H)表明CDE4可以与V2相互作用(图8A)。pull down和双分子荧光互补(BiFC)进一步证实了CDE4与V2的物理相互作用(图8B，C)。我们还对CDE4进行了蛋白质降解分析，发现在GST-V2存在下，CDE4和突变CDE4的降解速率都较慢(图8D，S11A，B)。蛋白质印迹分析显示，在20°C时，CDE4突变体的V2和cde4水平显著降低，但在32°C时，CDE4和野生型植物的V2和cde4蛋白水平相似(图8E)。这表明cde4突变体中V2的较低积累或缺失导致CDE4的降解，并最终导致20℃下的白化表型。

CDE4与V2相互作用

接下来，我们在由玉米泛素1启动子驱动的cde4突变体中过表达V2(图8F，G，S12)。在这些V2 OE系中，与20°C时的CDE4突变体相比，cde4的蛋白质丰度显著增加(图8F)，并且cde4突变体的白化表型恢复到正常野生型表型(图8G)。V2 OE幼苗的叶绿素a和叶绿素b含量也恢复到正常野生型水平(图S12C–D)。此外，在20℃时，V2 OE系中rpl2、ndhA和ndhB的RNA剪接恢复到正常野生型水平(图8H)。上述结果表明，V2的过量表达增强了CDE4蛋白的稳定性，恢复了cde4表型，并补偿了低温下叶绿体RNA剪接的损失。

总之，我们证明了作为一种P型PPR蛋白，CDE4在水稻叶绿体RNA剪接和转录/翻译中起着至关重要的作用，尤其是在低温条件下。此外，cde4幼苗的白化表型可用作杂交水稻机械化生产中的早期形态标记，并用于提高种子生产中的纯度。我们的数据揭示了CDE4在水稻叶绿体发育调控中的作用。

文献链接：https://doi.org/10.1111/jipb.13147