交替呼吸途径是植物和真核微藻线粒体呼吸的分支，通过绕开复合物III和IV上的ATP形成位点，在呼吸链末端经交替氧化酶（Alternative oxidase，AOX）催化氧气生成水，使能量以热的形式散失。交替呼吸途径参与植物种子萌发、开花、衰老、抗逆等过程，在植物生理代谢中扮演着重要的角色。对植物呼吸作用和光合作用的关联研究发现，植物aox突变株可出现碳同化效率降低、光合活性减弱等代谢紊乱现象，表明交替呼吸途径在优化光合代谢方面具有重要作用。

        2020年7月23日，深圳大学生命与海洋科学学院胡章立教授课题组在Science China Life Sciences杂志在线发表题为Distinct roles of alternative oxidase pathway during the greening process of etiolated algae的研究论文。该论文揭示了交替呼吸途径（Alternative Oxidase Pathway）在原始小球藻叶绿体重装配过程中发挥的重要作用。

        该论文系统研究了原始小球藻异养-自养转换，即细胞转绿过程中交替呼吸途径活性受限时的光合系统发育和胞内氧化还原系统变化。研究结果表明，抑制交替呼吸活性可导致黄化原始小球藻的叶绿体重装配过程显著迟缓，具体表现为胞内叶绿素含量积累变慢、叶绿体结构发育受阻、光化学效率降低等。进一步研究发现交替呼吸活性受限可引起藻细胞内ROS水平和抗氧化酶活的明显升高，NAD+/NADH和NADP+/NADPH比值也出现了波动，说明交替呼吸途径通过参与胞内氧化还原系统稳态维护来调控原始小球藻的叶绿体重装配过程。此外，转录组分析发现部分叶绿体发育组装相关基因的表达下调，说明交替呼吸途径可在转录水平上进行相关调控。该研究结果对进一步深入研究真核微藻光合细胞器发育装配的机理提供了重要的理论基础。

        深圳大学生命与海洋科学学院刘瑛博士为该论文的第一作者，胡章立教授和吴庆余教授为该论文的通讯作者，张华博士参与研究，河西学院崔岩教授、中科院水生生物研究所郑彦丽、河南大学陈辉教授对论文的部分研究工作给予帮助。本研究得到国家重点研发计划“合成生物学”重点专项（2018YFA0902500）、国家自然科学基金项目（41876188）、深圳市基础研究学科布局项目（JCYJ20180507182405562）等资助。

论文链接：

http://engine.scichina.com/publisher/scp/journal/SCLS/doi/10.1007/s11427-020-1755-9?slug=fulltext