2017年11月18日，西北農林科技大學生命科學學院郁飛研究團隊在《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胞質翻譯過程和葉綠體翻譯過程的協同平衡調控葉綠體發(fā)育的機制，葉綠體FtsH蛋白酶復合體很可能在協同平衡細胞質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。

葉綠體是植物進行光合作用和合成多種重要代謝物的細胞器，其功能狀態(tài)與光合作用效率以及作物產量密切相關。郁飛教授團隊通過篩選擬南芥葉片花斑突變體var2的增強突變體，發(fā)現編碼細胞質核糖體40S小亞基蛋白RPS21的基因發(fā)生突變，可以顯著增強var2的花斑表型。對多個不同的編碼細胞質核糖體60S大亞基和40S小亞基的突變體進行廣泛的遺傳互作分析，發(fā)現核糖體蛋白的突變體均可增強var2的葉綠體發(fā)育缺陷，但40S小亞基蛋白的突變體的增強效應強于60S大亞基蛋白的突變體，說明細胞質核糖體的大小亞基在葉綠體發(fā)育調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突變體的遺傳互作分析，發(fā)現細胞質核糖體蛋白突變增強var2花斑的效應依賴于正常的葉綠體翻譯過程。基于這些結果，提出了“細胞質與葉綠體翻譯的平衡調控植物葉片花斑”的分子模型，根據該模型，在葉綠體發(fā)育過程中位于葉綠體類囊體膜上的FtsH復合物協同調控細胞質和葉綠體的翻譯，保障葉綠體的正常發(fā)育。

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