Lục lạp là bào quan tế bào thực vật chuyển đổi năng lượng ánh sáng thành năng lượng hóa học tương đối ổn định thông qua quá trình quang hợp. Nhờ đó, chúng duy trì sự sống trên Trái Đất. Lục lạp cũng cung cấp nhiều hoạt động trao đổi chất đa dạng cho tế bào thực vật, bao gồm tổng hợp axit béo, lipid màng, isoprenoid, tetrapyrrol, tinh bột và hormone. Quá trình sinh tổng hợp, hình thái, bảo vệ và lão hóa lục lạp rất cần thiết để duy trì cấu trúc và chức năng thích hợp của lục lạp, đây sẽ là chủ đề của Đề tài nghiên cứu này. Lục lạp được bao bọc bởi một lớp màng gồm hai màng, bao gồm hệ thống màng phức tạp thứ ba, thylakoid, bao gồm grana và lamellae. Ngoài ra, các hạt tinh bột, plastoglobule, stromule, eyepots, pyrenoid, v.v. cũng là những cấu trúc quan trọng của lục lạp. Người ta đã công nhận rộng rãi rằng lục lạp tiến hóa từ một loài vi khuẩn lam quang hợp sống tự do, sau đó bị một tế bào nhân chuẩn nuốt. Lục lạp giữ lại một bộ gen tối thiểu, hầu hết các protein lục lạp được mã hóa bởi các gen nhân và các sản phẩm gen được vận chuyển vào lục lạp thông qua bộ máy nhập khẩu phức tạp. Sự phối hợp giữa các biểu hiện bộ gen nhân và lục lạp thiết lập khuôn khổ cho cả con đường truyền tín hiệu thuận và nghịch. Khi lá phát triển từ mô phân sinh đỉnh chồi, tiền lạp thể và tiền lạp thể biệt hóa thành lục lạp. Lục lạp được phân chia bởi một phức hợp protein khổng lồ, còn được gọi là bộ máy phân chia lục lạp (PD), và sự phân chia của chúng cũng được điều chỉnh bởi nhiều yếu tố để có được số lượng và kích thước lục lạp tối ưu trong tế bào. Các quá trình này là cơ bản cho quá trình sinh tổng hợp và cấu trúc động ba chiều của lục lạp. Trong quá trình quang hợp, các loài oxy phản ứng (ROS) và các tín hiệu tế bào khác có thể được tạo ra. Là một trung tâm trao đổi chất quan trọng của tế bào thực vật, sức khỏe lục lạp được phát hiện là rất quan trọng đối với nhiều loại căng thẳng phi sinh học và sinh học, bao gồm hạn hán, ánh sáng cao, lạnh, nóng, căng thẳng oxy hóa, thiếu phốt phát và chết tế bào theo chương trình tại các vị trí nhiễm trùng. Do đó, việc hiểu rõ hơn về phản ứng của lục lạp đối với những căng thẳng này là một phần của việc tìm hiểu cách bản thân cây phản ứng. Cuối cùng, kiến ​​thức này sẽ là cần thiết để tạo ra các loại cây trồng có khả năng chống chịu tốt hơn với các căng thẳng thông thường. Với những thay đổi môi trường toàn cầu hiện nay, sự gia tăng dân số thế giới và vai trò then chốt của lục lạp trong quá trình chuyển hóa carbon, việc thể hiện sự tiến bộ trong lĩnh vực này, đối với khoa học và xã hội, có ý nghĩa to lớn. Những tiến bộ to lớn đã được thực hiện trong lĩnh vực sinh học lục lạp trong những năm gần đây. Thông qua những nỗ lực chung của cộng đồng, những khám phá lớn hơn chắc chắn sẽ xuất hiện trong tương lai.

Abstract:

Chloroplasts are plant cell organelles that convert light energy into relatively stable chemical energy via the photosynthetic process. By doing so, they sustain life on Earth. Chloroplasts also provide diverse metabolic activities for plant cells, including the synthesis of fatty acids, membrane lipids, isoprenoids, tetrapyrroles, starch, and hormones. The biogenesis, morphogenesis, protection and senescence of chloroplasts are essential for maintaining a proper structure and function of chloroplasts, which will be the theme of this Research Topic. Chloroplasts are enclosed by an envelope of two membranes which encompass a third complex membrane system, the thylakoids, including grana and lamellae. In addition, starch grains, plastoglobules, stromules, eyespots, pyrenoids, etc. are also important structures of chloroplasts. It is widely accepted that chloroplasts evolved from a free-living photosynthetic cyanobacterium, which was engulfed by a eukaryotic cell. Chloroplasts retain a minimal genome, most of the chloroplast proteins are encoded by nuclear genes and the gene products are transported into the chloroplast through complex import machinery.