三角状五肽重复（PPR）蛋白由连续的PPR基序构成，是参与植物细胞器RNA代谢的庞大RNA结合蛋白家族。迄今为止，鉴定出的大多数PPR蛋白来自于陆地植物，在拟南芥基因组中已鉴定出600多个PPR成员，约占该物种基因总数的2%。此外，在粳稻和籼稻（Oryza sativa L.）中分别鉴定出435和441个非冗余PPR蛋白。据报道，大多数水稻PPR蛋白定位于质体（叶绿体）、线粒体或细胞核，并通过RNA剪切、编辑等方式参与调控叶片发育、雄性或花粉育性、种子萌发、淀粉合成和种子活力等多种生物学过程。然而，目前对仅定位于细胞质的PPR蛋白功能仍然未知。

      2022年3月20日，New Phytologist在线发表了华南农业大学亚热带农业生物资源保护与利用国家重点实验室庄楚雄研究团队题为“A cytosolic pentatricopeptide repeat protein is essential for tapetal plastid development by regulating OsGLK1 transcript levels in rice”的研究论文。该研究报道了定位于细胞质的OsCPPR1蛋白通过下调OsGLK1转录水平来调控水稻绒毡层质体发育，从而确立了一种新的水稻花粉发育调控机制，为作物改良提供了一种新途径。

      GOLDEN2-LIKE（也称为G2-LIKE，GLK）是MYB GARP（G: Golden 2; AR: ARR-B; P: Psr1）转录因子家族的重要成员，广泛存在于绿色植物，是调节叶绿体发育和维持的重要因子。水稻GLK转录因子由两个成员OsGLK1和OsGLK2组成，并冗余性促进叶绿体发育相关基因的表达。OsGLK1在花药绒毡层质体发育中的作用还未有报道。

      Os02g0110400（NM_001052184）是水稻基因组中的单拷贝基因，编码一个含有16个PPR基序的P型PPR蛋白。本团队最初对该基因进行研究是鉴于之前转录组数据显示其表达与雄性不育相关。Os02g0110400为细胞质定位的PPR蛋白，因此将其命名为CYTOPLASM-LOCALIZED PPR1（OsCPPR1）。OsCPPR1在不同发育阶段的花药中表达，并在第10和第11发育时期的转录水平最高。进一步RNA原位杂交显示，其主要在8-11期花药绒毡层细胞中表达，在第10期的原位信号强度最高，表明OsCPPR1在花药发育后期的绒毡层细胞中特异性表达。OsCPPR1表达抑制导致花药发育异常，花粉育性和结实率降低。

      绒毡层的细胞命运主要包括早期分化形成及后期程序性细胞凋亡（PCD）降解，为可育花粉粒形成提供各种所需酶类和孢粉素等物质，其发育受阻或异常将对花粉发育产生严重后果甚至造成花粉败育。OsCPPR1敲低导致绒毡层细胞质体发育异常，PCD和绒毡层降解延长，表明OsCPPR1通过调控绒毡层细胞发育，进而影响花粉发育和育性。

      转录组数据分析显示，转录因子OsGLK1在OsCPPR1敲降植株中的表达显著增加。已知OsGLK1在质体发育中起关键作用，尤其是在维持和调控叶绿体蛋白编码基因的表达方面。RIP、RNA-EMSA、RNA稳定性测定以及结构分析等结果证实，OsCPPR1通过直接与OsGLK1 mRNA的单链区域结合来下调OsGLK1转录。进一步分析推测，OsCPPR1可能参与OsGLK1 mRNA的剪切和降解。OsGLK1过表达同样导致绒毡层和质体发育异常，这与OsCPPR1敲降植株表型类似，并且OsGLK1的表达抑制能够部分恢复OsCPPR1敲降植株的花粉育性。因此，OsCPPR1通过抑制OsGLK1表达调控绒毡层质体发育和PCD。

        相关研究得到了国家自然科学基金、广东基础与应用基础研究重大项目和中国博士后科学基金项目的资助。