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叶片衰老进程受多种内在因素调控，其中植物激素细胞分裂素（cytokinin，CK）通过维持叶绿体功能而延缓衰老并保持光合作用。尽管目前已有研究描述了控制衰老的初始CK信号组分，但调控生理性能的下游靶标仍缺乏深入阐征。在此，我们提出叶绿体导入装置2（CHLOROPLAST IMPORT APARATUS 2，CIA2）及其同源蛋白CIA2-like（CIL）转录因子（TFs）是介导CK抗衰老活性的调控因子，能够促进叶绿体功能的维持。通过利用功能缺失突变体，我们证明CIA2和CIL可负向调控拟南芥（Arabidopsis thaliana）的衰老进程，并改变其生理性能。转录组学与代谢组学整合分析表明，CIA2和CIL的作用不同于其他已知的叶绿体相关转录因子（如GLKs/GATAs），并且能够在衰老过程中增强抗氧化响应。我们发现，在叶绿体发生、光合作用、Rubisco功能及代谢物积累过程中，CIA2和CIL对于传递CK活性至关重要。反过来，ARR10/12等CK信号组分是CK诱导CIA2和CIL自身表达所必需的；这一信号级联诱导了叶绿体和光合作用相关的核基因，从而增强叶绿体功能与代谢。我们还证明，CK以CIA2/CIL依赖的方式促进多胺——亚精胺的积累，从而抑制衰老。本研究揭示了CIA2/CIL级联可作为介导CK抗衰老效应的一种新的顺向信号，表明了CK延长叶片功能持续时间的作用机制。对CK作用机制的这一基础性认识，将为培育具有更高光合性能和延迟衰老特性的植物提供理论依据。
细胞分裂素通过叶绿体导入装置2（CHLOROPLAST IMPORT APPARATUS 2，CIA2）及CIA2样蛋白（CIA2-like，CIL）介导光合作用与衰老过程 | bioRxiv
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Aaron Rashotte
DOI： https://doi.org/10.64898/2026.09.30.755754
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通讯作者： rashotte{at}auburn.edu
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## 摘要
叶片衰老进程受多种内在因素调控，其中包括植物激素细胞分裂素（cytokinin，CK）。细胞分裂素通过维持叶绿体功能来延缓衰老并保持光合作用。尽管目前已经阐明了部分调控衰老的细胞分裂素信号传导组分，但调节生理性能的下游靶标仍缺乏深入研究。在本研究中，我们提出叶绿体导入装置2（CHLOROPLAST IMPORT APPARATUS 2，CIA2）和CIA2样蛋白（CIA2-like，CIL）转录因子（transcription factors，TFs）是细胞分裂素调控衰老过程的介导因子，能够促进叶绿体功能的维持。利用功能缺失突变体，我们表明，CIA2和CIL可负向调控拟南芥（Arabidopsis thaliana）的衰老进程，并改变其生理性能。转录组学与代谢组学的整合分析显示，CIA2和CIL的作用不同于其他已知的叶绿体相关转录因子（如GLK和GATA），并且能够在衰老过程中增强抗氧化响应。我们发现，CIA2和CIL对于传递细胞分裂素在叶绿体发生、光合作用、RuBisCO功能及代谢物积累方面的作用至关重要。反过来，细胞分裂素信号传导组分ARR10/12是细胞分裂素诱导CIA2和CIL自身表达所必需的；这一信号级联诱导了与叶绿体和光合作用相关的核基因，从而增强叶绿体功能和代谢。我们还证明，细胞分裂素依赖CIA2/CIL，通过积累多胺亚精胺来抑制衰老。本研究提出了CIA2/CIL级联作为细胞分裂素抗衰老作用的一种新型顺向信号，揭示了细胞分裂素延长叶片功能维持时间的作用机制。对细胞分裂素作用机制的这一基础性认识，将为培育具有增强光合性能和延缓衰老特征的植物提供理论依据。
## 利益冲突声明
## 基金信息声明
美国农业部——特色作物专项资助 ，24SCBPAL1223-00
阿拉巴马农业试验站（AgR-SEED）资助 ，ALA021-119083
## 版权
本预印本的。
本文依据 CC-BY-ND 4.0 国际许可协议 公开提供。
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发表于2026年10月2日。
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Risheek R. Khanna
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bioRxiv 2026.09.30.755754； DOI： https://doi.org/10.64898/2026.09.30.755754
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📄 原文链接：https://www.biorxiv.org/content/10.64898/2026.09.30.755754v1?rss=1
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