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SPP(the stromal processing peptidase)是一种叶绿体加工酶,可以加工很多从细胞质合成后运输到叶绿体的前体蛋白。SPP在双子叶植物烟草和拟南芥中功能已经有报道,但SPP在单子叶植物中的功能未见报道。从EMS诱导水稻突变体库中,我们筛选到一个早期叶色白化,根发育在整个生育期都受到抑制的突变体,本文中我们对此材料开展了表型、生理、基因克隆及功能研究,主要研究结果如下:1突变体在整个生育期发育迟缓,早期叶片白化且卷曲,主根、不定根、侧根生长缓慢。2周后,叶子逐渐变绿,但根系的发育仍受到抑制。突变体的不定根和侧根数量减少。研究发现这分别是由于不定根原基发育迟缓,侧根原基减少造成的。生长至成熟期,突变体分蘖数、穗数、结实率均减少。通过进一步分析发现突变体早期叶绿素合成受阻且叶绿体发育不正常。2遗传分析表明该突变体受单基因隐性控制。图位克隆表明定位于第六号染色体RM20424与RM20417之间的OsSPP基因发生突变。序列比对分析发现OsSPP基因的ORF的第17个外显子上缺失了三个碱基,造成了SPP蛋白C端比较保守的结构域中一个谷氨酸的缺失。转基因的回复实验验证了该结果。3 RT-PCR结果表明OsSPP是组成型表达基因。启动子融合GUS报告基因分析发现该基因在根的分生区、侧根形成区、主根和侧根的中柱、叶鞘和叶片中均有表达。亚细胞定位分析结果表明OsSPP定位于叶绿体和其它质体中。4 OsSPP包括24个外显子,23个内含子。OsSPP由1246个氨基酸组成,分子量大小约139 kD;对其蛋白结构域分析发现:OsSPP包含三个保守的结构域:Peptidase_M16,Peptidase_m16_c,Peptidase_m16_c,分别位于:212-314个氨基酸、348-585个氨基酸和916-1140个氨基酸处,突变体在氨基酸945处缺失了一个谷氨酸。5定量RT-PCR分析表明:一些和叶绿体发育有关的基因,包括核编码基因Cab1R、Cab2R、RbcS和叶绿体编码基因PsaA、PsbA、RbcL,在突变体中的表达量都下降。Cab1R和Cab2R在OsSPP超表达植株地上部的表达明显增强。Cab1R、Cab2R、RbcS这些基因编码的前体蛋白是SPP的底物。这些结果表明OsSPP功能缺失有可能削弱了OsSPP对底物的加工,造成前体蛋白的积累。进而通过反馈作用抑制了这些前体蛋白基因的表达水平。