诺氟沙星通常用于抑制PHYTOENE DESATURASE的活性,并阻止下游类胡萝卜素的积累。尽管NFZ诱导的质体发育受损,但来自4-羟基甲苯途径的底物的供应继续促进拟南芥叶子、枯萎的幼苗和/或嫩枝衍生的幼体中的植物烯生物合成。
经NFZ处理的组织积累叶绿素生物合成的中间代谢物,作为逆行信号,下调叶片中与光合作用有关的核基因表达。
叶绿体产生的逆行代谢物在早期叶绿体从原生质体或新生叶的叶绿体分化过程中提供 "生物控制",和/或在成熟叶绿体中对环境刺激作出反应的 "操作控制" 。
尚不清楚的是,NFZ是否也会扰乱下游类胡萝卜素衍生信号的生物合成,从而调节幼叶中的叶绿体生物生成。
类胡萝卜素的分解代谢是叶子中通过酶促和非酶促氧化裂解发生的连续过程,类胡萝卜素可以通过类胡萝卜素裂解双加氧酶和 9- CIS -环氧类胡萝卜素双加氧酶进行酶裂解,分别生成阿朴胡萝卜素,例如独脚金内酯和脱落酸 植物激素SL 和 aba 分别控制芽芽生长和气孔关闭等发育和生理过程,但调节叶绿体发育的功能仍不清楚。
外源应用类胡萝卜素,如 β-环柠檬醛、锚烯、loolilide、β-环香叶酸和 β-紫罗兰酮已被证明可以调节核基因表达、质体中的色素积累和/或植物组织中的应激适应反应。
一些β-胡萝卜素衍生的类胡萝卜素需要CCD1或CCD4的酶促裂解,其突变体在种子和/或衰老的叶子中积累β-胡萝卜素。
玉米黄质可以被 CCD 亚家族成员裂解,在水稻中产生调节生长的扎西酮,或者氧化裂解成类胡萝卜素,对基因表达发挥不依赖于 ABA 的调节 。
目前尚不清楚的是,扰乱叶黄素生物合成或 CCD 介导的类胡萝卜素分解代谢的突变体是否可以改变年轻和/或老叶类型的叶绿素水平。
在非环状顺式胡萝卜素生物合成过程中产生的未鉴定的类胡萝卜素信号已被证明可以调节拟南芥组织中的核基因表达和叶绿体生物发生,ZETA-胡萝卜素去饱和功能的丧失会导致光形态发生后的死亡,但白化幼苗会积累顺式胡萝卜素,这与质体发育和针状叶表型形成的控制有关。
ZETA-胡萝卜素异构酶功能丧失导致顺式β-胡萝卜素在黄化组织中积累,并能延迟幼苗光形态发生过程中的叶绿素生物合成。
此外,拟南芥中类胡萝卜素异构酶活性的功能丧失会导致幼苗暗形态发生期间以及在较短光周期下生长的植物新出现的叶子中顺式胡萝卜素的积累,并触发积累未知的顺式胡萝卜素以类似逆行的方式调节质体发育和光合核基因表达。