线粒体是植物细胞活动的主要供能场所，它的功能依赖于线粒体呼吸链复合体的正常组装。NADH脱氢酶4基因（NADH dehydrogenase 4, nad4）编码线粒体复合体I的亚基IV, 其编码的NADH脱氢酶亚基4（NAD4）对于线粒体复合体I的组装至关重要。线粒体nad4基因包括3个需要顺式剪接的II类内含子，其正常剪接往往需要核基因编码蛋白质的参与。

近日，Journal of Integrative Plant Biology (JIPB) 在线发表了山东农业大学赵翔宇/张宪省完成的题为DEK43 is a P-type PPR Protein Responsible for the Cis-splicing of nad4 in Maize Mitochondria 的研究论文。该研究发现玉米P类PPR（pentatricopeptide repeat）蛋白DEK43参与线粒体nad4基因内含子1和3的顺式剪接，进而影响线粒体的功能和玉米籽粒发育。

PPR蛋白家族是陆地植物中的一类较大的蛋白质家族，大多数家族成员的生物学功能并不清楚。该研究分离到一个玉米籽粒发育缺陷突变体，命名为defective kernel 43（dek43）。该突变体籽粒的胚以及胚乳发育迟缓，籽粒变小，种皮颜色变浅，百粒重显著降低。通过图位克隆发现该突变体的表型是由一个编码P类PPR蛋白的基因（Zm00001d021053）突变所导致的，该基因命名为Dek43。

进一步研究发现，DEK43蛋白同时定位于细胞核和线粒体中。在dek43突变体中，线粒体nad4基因内含子1和3的剪接效率明显降低，线粒体复合体I及超级复合体I+III2的组装减少，同时这些线粒体复合体的活性也显著降低，线粒体的超微结构发生改变，线粒体功能受损。

综上，该研究揭示了DEK43对于维持线粒体功能及玉米籽粒的正常发育具有重要作用，但DEK43在细胞核中的功能仍需进一步深入研究。

值得一提的是，中国农业大学宋任涛教授课题组也发现了同一个PPR蛋白基因不同等位突变造成了玉米籽粒发育的缺陷，该蛋白DEK41参与了nad4基因内含子3的剪切，相关研究成果于2019年4月25日在线发表于Journal of Experimental Botany期刊上。

山东农业大学赵翔宇教授和张宪省教授为该论文的共同通讯作者，博士研究生任如昌和硕士研究生王丽丽为该论文的共同第一作者。该研究得到国家自然科学基金、国家转基因生物新品种培育项目等项目的资助。

原文链接：

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/jipb.12843