Mitochondrial F1F0-ATP synthase (F1F0-ATPase) inhibitor factor 1 (IF1) has been extensively characterized as an endogenous inhibitor that prevents the hydrolysis of adenosine-5'-triphosphate (ATP) by mitochondrial ATPases in mammals and yeasts; however, IF1's functions in plants remain unclear. Here, a comprehensive bioinformatic analysis was performed to identify plant mitochondrial F1F0-ATPase IF1 orthologs. Plant IF1s contain a conserved F1F0-ATPase inhibitory domain, but lack the antiparallel α-helical coiled-coil structure compared with mammalian IF1s. A subcellular localization analysis in Arabidopsis thaliana revealed that AtIF1-green fluorescent protein was present only in mitochondria. Additionally, AtIF1 was widely expressed in diverse organs and intense β-glucuronidase staining was observed in reproductive tissues and germinating seeds. Compared with the wild-type and p35S:AtIF1-if1 etiolated seedlings, the ATP/ADP ratio was significantly lower in the AtIF1 T-DNA knockout seedlings (if1 mutant) growing under dark conditions, suggesting that AtIF1 can influence the energy state of cells. A significant reduction in seed yield and strong growth retardation under dark conditions were observed in the if1 mutant line. Furthermore, if1 plants exhibited a substantially decreased sensitivity to abscisic acid. Thus, the A. thaliana mitochondrial IF1, which is a conserved F1F0-ATPase inhibitor, is crucial for plant growth and responses to abscisic acid.

中文翻译：

---

拟南芥线粒体 F1F0-ATPase 抑制剂因子 1 的鉴定和表征

线粒体 F1F0-ATP 合酶 (F1F0-ATPase) 抑制因子 1 (IF1) 已被广泛表征为一种内源性抑制剂，可防止哺乳动物和酵母中的线粒体 ATP 酶水解 5'-三磷酸腺苷 (ATP)；然而，IF1 在植物中的功能仍不清楚。在这里，进行了全面的生物信息学分析以鉴定植物线粒体 F1F0-ATPase IF1 直向同源物。植物 IF1s 包含一个保守的 F1F0-ATPase 抑制域，但与哺乳动物 IF1s 相比缺乏反平行的 α-螺旋卷曲螺旋结构。拟南芥中的亚细胞定位分析显示 AtIF1 绿色荧光蛋白仅存在于线粒体中。此外，AtIF1 在不同器官中广泛表达，在生殖组织和发芽种子中观察到强烈的 β-葡萄糖醛酸酶染色。与野生型和 p35S:AtIF1-if1 黄化幼苗相比，在黑暗条件下生长的 AtIF1 T-DNA 敲除幼苗（if1 突变体）的 ATP/ADP 比值显着降低，表明 AtIF1 可以影响细胞的能量状态. 在 if1 突变系中观察到在黑暗条件下种子产量的显着降低和强烈的生长迟缓。此外，if1 植物对脱落酸的敏感性显着降低。因此，拟南芥线粒体 IF1 是一种保守的 F1F0-ATPase 抑制剂，对于植物生长和对脱落酸的反应至关重要。在黑暗条件下生长的 AtIF1 T-DNA 敲除幼苗（if1 突变体）的 ATP/ADP 比率显着降低，表明 AtIF1 可以影响细胞的能量状态。在 if1 突变系中观察到在黑暗条件下种子产量的显着降低和强烈的生长迟缓。此外，if1 植物对脱落酸的敏感性显着降低。因此，拟南芥线粒体 IF1 是一种保守的 F1F0-ATPase 抑制剂，对于植物生长和对脱落酸的反应至关重要。在黑暗条件下生长的 AtIF1 T-DNA 敲除幼苗（if1 突变体）的 ATP/ADP 比率显着降低，表明 AtIF1 可以影响细胞的能量状态。在 if1 突变系中观察到在黑暗条件下种子产量的显着降低和强烈的生长迟缓。此外，if1 植物对脱落酸的敏感性显着降低。因此，拟南芥线粒体 IF1 是一种保守的 F1F0-ATPase 抑制剂，对于植物生长和对脱落酸的反应至关重要。if1 植物对脱落酸的敏感性显着降低。因此，拟南芥线粒体 IF1 是一种保守的 F1F0-ATPase 抑制剂，对于植物生长和对脱落酸的反应至关重要。if1 植物对脱落酸的敏感性显着降低。因此，拟南芥线粒体 IF1 是一种保守的 F1F0-ATPase 抑制剂，对植物生长和对脱落酸的反应至关重要。