Tang, H-C; Zhu, X-Y and Zheng, H-L. Genome-Wide Identification of Pentatricopeptide Repeat (PPR) Gene Family and Multi-Omics Analysis Provide New Insights Into the Albinism Mechanism of Kandelia obovata Propagule Leaves. Plant Cell and Environment. 2024, 10.1111/pce.15132.

五肽重复序列（PPR）基因家族是植物中最大的基因家族之一。大多数PPR蛋白定位于线粒体或叶绿体中，并参与细胞器RNA的转录后修饰，造成叶绿体发育缺陷或叶绿素的缺乏，最终会导致植物的白化表型，从而影响植物的发育。近年来，越来越多的研究阐明了PPR蛋白的功能与植物叶色表型之间的关系。如在水稻中，OsPPR6蛋白通过对ndhB的RNA编辑和ycf3的RNA剪接来调控叶绿体的发育。SSA1功能的丧失是通过破坏atpF的内含子剪接，从而导致在水稻中表现出白化表型。此外，白化表型也存在于红树植物中。特别是，通过野外观察发现秋茄（Kandelia obovata）出现罕见的白化繁殖体。而且繁殖体存活率与其颜色（绿色和白化等颜色）之间存在相关性。研究发现，绿色繁殖体在黑暗和光照中生长时分别发育成白化苗和绿叶苗（Hao et al., 2022）。然而，PPR蛋白在秋茄繁殖体叶片白化机制中的作用尚不清楚。

在本研究中，对秋茄的PPR基因家族进行了全基因组鉴定，并表征了PPR 基因家族的基因结构特征、一般的理化性质和亚细胞定位预测等。对30个秋茄样本的全基因组重测序数据进行分析并评估了它们的遗传多样性和基因组特征，获得了具有强遗传分化的受选择基因组区域。并且通过全基因组关联分析（GWAS）确定了与秋茄繁殖体叶片的白化表型相关的候选PPR基因。此外，通过比较转录组分析和加权网络共表达（WGCNA）分析，发现了参与植物叶绿体发育的关键PPR基因和生物学通路。先前的研究表明秋茄的叶绿体RNA会发生RNA编辑（Xu et al., 2024），因此对PPR蛋白下游靶基因进行预测。同时，结合体外的RNA pull-down实验，确定了Maker00002998 PPR蛋白和rps14之间的相互作用，因此，秋茄繁殖体叶片白化可能是通过Maker00002998 PPR蛋白对rps14进行的RNA编辑，从而影响质体的发育。

综上所述，多组学数据的联合分析为PPR蛋白在秋茄繁殖体叶片的白化机制中的作用提供了新的见解，这将有助于育种。特别地，在造林实践中，绿色繁殖体因被观察到成苗快而成为首选。

该工作于2024年9月发表在Plant Cell & Environment期刊上，博士研究生徐超群为论文的第一作者，博士研究生王继铖为论文的共同第一作者，郑海雷教授为通讯作者。

Maker00002998蛋白介导的质体RNA编辑并参与质体发育的工作模型