2017年11月18日，西北農(nóng)林科技大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院郁飛研究團(tuán)隊在《Plant Physiology》在線發(fā)表了題為“Balance between cytosolic and chloroplast translation affects leaf variegation”的研究論文。該文章首次揭示了細(xì)胞質(zhì)翻譯過程和葉綠體翻譯過程的協(xié)同平衡調(diào)控葉綠體發(fā)育的機(jī)制，葉綠體FtsH蛋白酶復(fù)合體很可能在協(xié)同平衡細(xì)胞質(zhì)翻譯過程和葉綠體翻譯保障葉綠體正常發(fā)育的過程中發(fā)揮重要作用。

葉綠體是植物進(jìn)行光合作用和合成多種重要代謝物的細(xì)胞器，其功能狀態(tài)與光合作用效率以及作物產(chǎn)量密切相關(guān)。郁飛教授團(tuán)隊通過篩選擬南芥葉片花斑突變體var2的增強(qiáng)突變體，發(fā)現(xiàn)編碼細(xì)胞質(zhì)核糖體40S小亞基蛋白RPS21的基因發(fā)生突變，可以顯著增強(qiáng)var2的花斑表型。對多個不同的編碼細(xì)胞質(zhì)核糖體60S大亞基和40S小亞基的突變體進(jìn)行廣泛的遺傳互作分析，發(fā)現(xiàn)核糖體蛋白的突變體均可增強(qiáng)var2的葉綠體發(fā)育缺陷，但40S小亞基蛋白的突變體的增強(qiáng)效應(yīng)強(qiáng)于60S大亞基蛋白的突變體，說明細(xì)胞質(zhì)核糖體的大小亞基在葉綠體發(fā)育調(diào)控過程中的重要性并不相同，40S小亞基的作用更為重要。不僅如此，通過與抑制var2花斑的葉綠體翻譯相關(guān)突變體的遺傳互作分析，發(fā)現(xiàn)細(xì)胞質(zhì)核糖體蛋白突變增強(qiáng)var2花斑的效應(yīng)依賴于正常的葉綠體翻譯過程?；谶@些結(jié)果，提出了“細(xì)胞質(zhì)與葉綠體翻譯的平衡調(diào)控植物葉片花斑”的分子模型，根據(jù)該模型，在葉綠體發(fā)育過程中位于葉綠體類囊體膜上的FtsH復(fù)合物協(xié)同調(diào)控細(xì)胞質(zhì)和葉綠體的翻譯，保障葉綠體的正常發(fā)育。

郁飛教授團(tuán)隊以擬南芥葉片花斑突變體var2為切入點，多年來通過var2突變體的逆轉(zhuǎn)基因（SVR基因）和增強(qiáng)基因（EVR基因）的篩選和研究，發(fā)現(xiàn)了多個葉綠體發(fā)育的關(guān)鍵調(diào)控因子。