水稻黄绿叶突变体yellow-green leaf 4的表型鉴定及候选基因定位和功能分析

[目的]本研究旨在对水稻黄绿叶突变体yellow-green leaf 4(ygl4)进行表型分析及基因定位和功能分析,探讨水稻叶绿体发育分子机制。[方法]水稻黄绿叶突变体ygl 4来自粳稻品种‘中花11’化学诱变突变体库。ygl 4与籼稻品种‘N22’杂交构建F_(2)分离群体以进行YGL 4基因定位,并利用实时定量PCR和亚细胞定位等技术对基因进行初步功能分析。[结果]相比于野生型,ygl 4在幼苗2~3叶龄出现黄绿叶症状,在6月下旬移栽大田后,黄绿叶症状加剧,甚至开始出现白化,突变性状可以一直保持到全生育期直到种子成熟。温敏性试验表明,ygl 4突变体在20℃表现出更严重黄化表型。透射电镜观察表明,ygl 4的叶片细胞结构中出现了较多的双膜囊泡结构。基因定位显示,ygl 4突变性状由1个隐性核基因LOC_Os 04g42000突变导致。该基因编码一个核黄素合成途径中的关键酶,6,7-二甲基-8-核糖醇基二氧四氢蝶啶合酶(LS),且突变体叶色表型可被外施核黄素恢复为正常表型。亚细胞定位结果显示YGL4定位于叶绿体。实时定量PCR分析表明,在突变体中,叶绿素暗反应阶段参与5-氨基乙酰丙酸(ALA)到原叶绿素酸酯合成过程的基因表达上调。[结论]水稻YGL 4编码LS基因,并通过调控植物体内核黄素合成途径影响叶色和叶绿体发育。

谷子黄绿叶突变体ygl7的精细定位及候选基因分析

叶色突变体是研究C4光合途径及叶绿素代谢机制的理想材料。为了研究谷子黄绿叶突变的分子机制,为黄绿叶基因的功能研究及叶绿素代谢的分子机制解析奠定基础,在长农35号甲基磺酸乙酯(EMS)突变体库中鉴定到1份可稳定遗传的谷子黄绿叶突变体ygl7,并对突变体及野生型进行农艺性状调查、光合色素含量及光合参数测定、叶绿体超微结构观察;同时对突变体叶色进行遗传分析,采用BSA法进行基因初定位,利用F_(2)群体进行精细定位,并根据功能注释结合RNA-Seq预测候选基因。采用qRT-PCR进行表达模式分析,采用酵母双杂交试验进行蛋白互作验证。结果表明,与野生型相比,ygl7苗期、拔节期叶片呈明显黄绿色,抽穗期逐步转为浅绿色,ygl7整个生育期叶绿素含量及光合速率都显著低于野生型,且叶绿体结构出现异常。遗传分析表明,ygl7黄绿叶表型由1对隐性单基因控制,基因精细定位将黄绿叶基因定位于第Ⅶ染色体434.9 kb区间内,候选基因分析预测编码原卟啉Ⅸ镁鳌合酶Ⅰ亚基的Seita.7G290300为调控黄绿叶的候选基因。qRT-PCR结果显示,Seita.7G290300在叶片中高表达,且在突变体中的表达量低于野生型;叶绿素合成途径(CHLD、CHLI)和光系统(LHCB1、LHCB6)相关基因在突变体中均下调表达。酵母双杂交试验表明,SiYGL7与MORF_(2)存在互作。

紫薇突变体gl1和野生型叶片解剖结构及叶绿素荧光参数比较

以紫薇(Lagerstroemia indica Linn.)品种‘粉晶’(‘Fenjing’)为野生型对照,对紫薇黄叶突变体gl1叶片横切面解剖结构和叶绿素荧光参数进行研究。结果表明:与野生型相比,突变体gl1叶片的栅栏组织排列疏松,叶绿体较少;上表皮厚度、下表皮厚度、海绵组织厚度和非调节性能量耗散的量子产额极显著(P<0.01)升高,叶片厚度、光适应下初始荧光和调节性能量耗散的量子产额显著(P<0.05)升高,而栅栏组织厚度、栅海比、光适应下最大荧光、光适应下最大光化学效率、电子传递速率和实际光量子产额极显著下降。结果显示:紫薇突变体gl1特有的叶片解剖结构导致其对光能的吸收和利用效率均较低。

芽变黄叶银杏光合和叶绿素荧光特性

为探究芽变黄叶银杏与普通银杏的光合生理特性,以芽变黄叶银杏母株在3个发育时期的黄叶和绿叶为材料,研究叶中色素含量、叶片结构、光合和叶绿素荧光特性的差异性及动态变化。结果显示:(1)3个时期芽变黄叶银杏叶中,叶绿素a、b和叶绿素含量均显著低于绿叶;4月黄叶类胡萝卜素(Car)含量与绿叶差异不显著,而5月和8月的Car含量极显著高于绿叶;3个时期黄叶的Chla/b、Car/Chl极显著高于绿叶,黄化银杏呈现黄色的主要原因是由于叶绿素含量及其所占比例显著降低,与类胡萝卜素含量关系不大。(2)随着叶片发育,黄叶中Chla、Chlb、Chl含量升高,Chla/b、Car/Chl降低,叶绿体结构逐渐完善,出现返绿现象。(3)4月黄叶叶绿体结构的发育滞后、8月过早解体分别导致相应时期光合能力较弱,而5月叶绿体结构的完善导致其较强的光合能力。(4)黄叶的Fo、Fo′、Fm、Fm′、Fs和ETR较低,表明其捕光能力较弱,电子传递速率较低;4月具有较高的热耗散水平和较高的原初光能转换效率。研究结果表明,芽变黄叶银杏叶极低的叶绿素含量及其占比和叶绿体发育异常是其黄化呈色的物质和结构基础,同时降低了光合能力、光能吸收与捕获能力以及电子传递速率,提高了热耗散水平和原初光能转换效率。

不同光质对辣椒叶色黄化突变体光合生理特性的影响研究

以辣椒叶色黄化突变体yl1及其野生型6421为试材,用白光、蓝光、红光、绿光、紫光、黄光和远红光不同光质进行处理,考察其表型、生理及光合特性的变化特征,探究光质对黄叶辣椒植株生长发育的影响。结果显示:(1)蓝光与红光对辣椒幼苗的生长有促进作用,黄光和远红光则会显著抑制幼苗生长,6421生长受不同光质的抑制影响比yl1更大。(2)两个辣椒材料光合色素含量在不同光质下均不同程度降低;6421叶绿素总含量和类胡萝卜素含量在不同光质下均高于yl1,yl1和6421叶片的光合色素含量分别在紫光和黄光下最低。(3)蓝光和绿光能显著提高yl1的净光合速率(P_(n)),而不同光质处理均显著降低了6421的P_(n)。(4)紫光处理使yl1的PSⅡ潜在活性(F_(v)/F_(o))和最大光化学效率(F_(v)/F_(m))值均显著降低且显著低于6421,但升高了光化学猝灭系数(qP)和非光化学猝灭系数(NPQ)。(5)蓝光、红光和绿光均能提高辣椒的超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)活性,而黄光处理的作用则相反。研究发现,蓝光和红光对辣椒的生长发育具有促进作用,而黄光和远红光具有显著抑制作用,辣椒叶色黄化突变体yl1抵抗光胁迫环境能力更强,尤其是在紫光下比野生型6421有更强的适应性。

水稻光温敏不育系gy157S的叶色表型鉴定与候选基因分析

为探明光温敏不育系gy157S黄绿叶基因gy157S(t)调控水稻叶色的分子机制及应用潜力,本研究对水稻光温敏核不育系gy157S进行不同温度处理,观察其表型、叶绿素含量以及叶肉细胞的变化情况,并对其进行遗传分析、基因定位和候选基因分析。表型鉴定结果发现,与对照C815S相比,20℃条件下gy157S叶片呈现黄绿色表型,光合色素含量极显著降低,叶绿体发育缺陷严重;30℃条件下gy157S叶片呈现淡绿色表型,光合色素含量仍然显著降低,仍有部分叶绿体发育畸形。遗传分析结果表明,gy157S的黄绿叶表型受一对隐性核基因控制;群体分离分析(BSA)和连锁分析结果将该基因定位于第3号染色体RM15678和RM15824之间,物理距离为2.4Mb;候选基因功能分析、测序和实时荧光定量PCR(qRT-PCR)结果显示,编码铁氧还蛋白OsFdC2的基因OsR498G0306815500.01在第7外显子上存在单核苷酸多态性(SNP)变异,导致编码氨基酸发生改变,可能是引起黄绿叶突变表型的位点。本研究结果为阐明gy157S(t)基因对叶绿体发育和叶绿素合成的分子调控机制奠定了基础。

两个新的水稻叶色突变体形态结构与遗传定位研究

【目的】对2个新的水稻叶色突变体进行形态结构与遗传分析,并且初步定位这2个突变基因。【方法】在水稻育种材料中分别发现了一株白色条纹叶突变体和一株黄叶突变体,经多代自交已形成稳定的突变系。对突变体的主要形态特征与叶绿素组分等进行分析,观察叶绿体的超微结构,并以这2个突变系杂交产生的F2群体作为定位群体,应用SSR标记对突变基因进行初定位。【结果】与其野生型相比,白色条纹叶突变体的单株穗数减少12.86%,生育期延长11.27%,黄色叶突变体的株高降低31.08%,千粒重减少14.55%,生育期延长17.86%,并且2种突变体的叶绿素含量都显著低于其野生型。电镜观察结果表明:2种突变体的类囊体结构异常,与野生型水稻相比,黄色叶突变体的类囊体片层数变少,白色条纹叶中条纹部分的类囊体片层结构几乎消失,正常绿色部分的类囊体结构没有变化。遗传分析表明:这2种突变性状均受1对隐性核基因控制,位于不同染色体上,将突变基因暂时命名为st9(t)(stripe)、chl12(t)(chlorophyll-deficit)。将st9(t)定位到第一染色体短臂最末端,与分子标记RM1331相距9.6cM,且与标记RM3252等共分离;将chl12(t)定位到第三染色体短臂,与分子标记RM411、RM8208之间的遗传距离分别是1.2、5.1cM。【结论】发现了2个叶色突变新基因,为下一步的基因克隆与功能分析奠定了基础。

一个新的水稻叶绿素缺失黄叶突变体的特征及基因分子定位

从粳稻"嘉花1号"60Coγ射线辐照的后代中筛选到一个叶绿素缺失黄叶突变体(yl11),与野生型"嘉花1号"相比该突变体表现为全生育期植株叶片呈黄色,叶绿素含量以及净光合速率明显下降,叶绿体发育不完善,并且伴随着株高等主要农艺性状的变化。遗传分析表明,该突变性状受一对隐性核基因(yl11)控制。该突变体与籼稻"培矮64S"杂交生产的F2、F3群体中的分离出突变体型920个单株作为定位群体,利用SSR和InDel分子标记将yl11基因定位在水稻第11染色体长臂上的MM2199和ID21039分子标记之间,其物理距离约为110kb,目前该区域内没有发现与水稻叶绿素合成/叶绿体发育相关已知功能基因。研究结果为今后对该基因的克隆和功能分析奠定了基础。

水稻ygl98黄绿叶突变基因的精细定位与遗传分析

通过EMS诱变获得1份遗传稳定的水稻黄绿叶突变体ygl98,该突变体整个生育期呈黄绿色。与野生型相比,突变体的叶绿素和类胡萝卜素含量分别下降45.3%和45.6%,有效穗数和结实率分别减少14.4%和10.7%,株高降低7.4%。透射电镜观察表明,ygl98突变体的叶绿体形状不规则,叶绿体中有许多空的囊泡状结构,类囊体数目减少,每个基粒仅由少数几个类囊体垛叠而成。遗传分析表明,ygl98的突变性状由1对隐性核基因控制。利用(ygl98/浙辐802)F2作为定位群体,将突变基因定位在第3染色体长臂InDel标记I3和I4之间,遗传距离分别为0.07cM和0.19cM,两标记之间的物理距离约为44.2kb,此区间内包含8个预测基因。基因组序列分析发现,ygl98突变体在编码镁离子螯合酶ChlD亚基的OsChlD基因编码区第1522碱基处(位于第10外显子),碱基G突变为碱基A,从而造成编码蛋白序列第508位的丙氨酸(Ala)突变成苏氨酸(Thr)。该基因是已报道的水稻黄绿叶基因Chlorina-1的等位基因,但突变体表型有明显区别,Chlorina-1突变体在2～3周龄幼苗时开始出现黄绿叶,且该黄绿叶性状仅在苗期表现,而ygl98突变体整个生育期都表现为黄绿叶,这可能是OsChlD基因组序列的突变位点不同造成的。

一个新的水稻黄绿叶突变体的遗传分析与基因定位

通过化学诱变获得一份稳定遗传的水稻黄绿叶突变体D83。该突变体苗期植株呈黄绿色,分蘖期开始逐渐转为淡绿色。与野生型相比,突变体苗期叶绿素a、叶绿素b和类胡萝卜素含量分别下降45.03%、53.93%和39.56%,成熟期每穗着粒数减少9.45%,千粒重下降10.76%。对D83与正常绿色品种杂交F1、F2代的遗传分析表明,D83的突变性状由一对隐性核基因控制。以D83/浙福802F2代作定位群体,应用分子标记将D83所携带的突变基因定位于水稻第2染色体短臂的SSR标记RM110附近,InDel标记Ch2-27和Ch2-32之间,该基因与这2个InDel标记的遗传距离分别为1.2cM和2.3cM。认为D83所携带的突变基因是一个新的水稻黄绿叶突变基因,暂命名为chl13(t)。

水稻新型黄化转绿叶色突变体的遗传分析与育种利用

在育种实践中,叶色变异可作为标记性状,在种子生产和纯度鉴定等方面得到利用。本研究中,对一个水稻新型叶色黄化转绿型自然突变体进行了形态特征观察、遗传分析和育种利用,比较了突变体与野生型的主要农艺性状,利用突变体与正常绿色水稻材料构建遗传群体对该突变体进行经典遗传学分析,通过回交选育了带叶色标记的新不育系。形态观察发现,突变体植株从苗期到分蘖剑叶全展以前的整个叶片生长发育期能持续观察到各个叶片从叶尖向叶基部由黄转绿的发育特性。突变体的主要农艺性状和产量性状与野生型基本一致;遗传分析表明突变体受1对隐性核基因控制。利用突变体与三系不育系回交转育而成的实用型黄化转绿型标记叶色不育系标记性状明显、败育彻底、配合力和可恢复性好。该突变体不同于其它叶色突变体的叶色表达特性具有很好的基础研究和育种利用价值。

水稻黄绿叶突变体ygl11(t)的生理特性和基因克隆

在水稻品种南粳41中发现了一个黄绿叶自然突变体,经过多代连续自交形成了稳定的突变系,命名为ygl11（t）,ygl11（t）整个生育期叶片都表现为黄绿色。对苗期、分蘖盛期、齐穗期突变体和野生型的叶绿素含量进行测定,ygl11（t）的叶绿素含量是野生型的45.7%~74.7%,叶绿素a含量是野生型的55.2%~87.5%,叶绿素b含量是野生型的12.5%~25.3%,ygl11（t）的类胡萝卜素的含量是野生型的62.3%~97.0%。ygl11（t）在分蘖盛期的净光合速率显著高于野生型,花后10d,ygl11（t）的净光合速率比野生型略低。对突变体叶片中叶绿体的超微结构进行观察,发现突变体叶绿体内的类囊体基粒片层数目减少且严重扭曲变形。遗传分析表明,ygl11（t）叶色性状受1对隐性核基因控制。利用SSR分子标记将YGL11（t）初步定位在水稻第10染色体的长臂上,进一步利用新开发的InDel和CAPS标记将YGL11（t）定位在58.1kb的物理距离内。对该区段内存在的开放阅读框进行序列分析,发现突变体ygl11（t）中编码叶绿素a氧化酶（chlorophyll a oxygenase 1）基因（OsCAO 1）的第9个外显子存在2个碱基缺失,从而导致提前出现终止密码子,初步分析OsCAO1即为YGL11（t）的候选基因。

一个水稻黄绿叶突变体ygl10的遗传分析和基因定位

以籼稻93-11为背景的水稻突变体中发现一个黄绿叶突变体(yellow-green leaf,ygl10)。形态分析表明,与野生型93-11相比,ygl10突变体株高、穗长降低,结实率下降。叶绿素含量测定表明,ygl10突变体中叶绿素a、叶绿素b和类胡萝卜素含量均极显著降低,其中叶绿素b降幅最大,只有野生型的2%。叶绿体超微结构观察表明,突变体中类囊体和基粒片层数量明显减少。遗传分析结果表明,该黄绿叶突变体由一隐性核基因控制。进一步利用分子标记将ygl10定位在水稻第10染色体约380kb的区段内。对该区段内存在的ORF进行序列分析,发现编码叶绿素a氧化酶(chlorophyll a oxygenase)基因(OsCAO1)的第9个外显子存在5个碱基缺失,从而导致提前出现终止密码子,推测CAO1即为ygl10的候选基因。

水稻ygl80黄绿叶突变体的遗传分析与目标基因精细定位

通过化学诱变获得遗传稳定的水稻黄绿叶突变体ygl80。与野生型亲本10079相比,ygl80突变体在苗期和孕穗期叶片叶绿素分别下降76.64%和54.59%,类胡萝卜素含量分别下降53.85%和41.18%,成熟期株高、每株有效穗数、每穗着粒数、穗长和千粒重分别减少14.8%、16.5%、21.3%、9.1%和7.4%。遗传分析表明,ygl80的突变性状由1对隐性核基因控制。利用(ygl80/浙辐802)F2作为定位群体,将突变基因定位在第5染色体长臂InDel标记C2和C3之间,遗传距离分别为0.24 cM和0.39 cM,两标记之间的物理距离约为90 kb,此区间内包含11个预测基因。基因组序列分析发现,ygl80突变体在编码叶绿素合酶的YGL1(LOC_Os05g28200)基因编码区第5027碱基处(位于第14外显子),碱基C突变为碱基T,使编码蛋白序列第348位的脯氨酸(Pro)突变成亮氨酸(Leu)。该基因是已报道的水稻ygl1黄绿叶突变基因的等位基因。ygl80突变体在整个生育期都表现为黄绿叶,而ygl1突变体在苗期叶片黄化,中期慢慢转绿,后期叶色以及总叶绿素和类胡萝卜素的含量接近野生型,这可能是YGL1基因编码的叶绿素合酶蛋白的氨基酸不同突变位点造成的。

水稻新黄绿叶基因YGL9的分子定位

叶色突变体是研究高等植物光合作用、叶绿素代谢途径、叶绿体结构与功能分子机制的理想材料。本研究从EMS(ethyl methane sulfonate)处理的缙恢10号(Oryza sativa L.ssp.indica)诱变群体中发现了一个苗期呈现黄绿色、抽穗期渐变为淡绿色的叶色突变体,命名为yellow green leaf 9(ygl9)。与野生型相比,ygl9苗期和分蘖期光合色素极显著降低,抽穗期光合色素显著降低,气孔长度、气孔导度和蒸腾速率极显著增加,净光合速率无明显变化。透射电镜观察表明,ygl9的嗜锇小体增多、基粒模糊、基质片层减少且疏松,但叶绿体结构基本完整。遗传分析显示该突变性状受1对隐性核基因调控。利用西农1A/ygl9 F2群体中的759株隐性单株,最终将YGL9定位在第3染色体短臂SSR标记S03-1和In Del标记Ind03-19之间,遗传距离分别为0.13 c M和0.07 c M,物理距离为63 kb。本研究为YGL9基因的克隆和功能分析奠定了基础。

水稻507ys黄绿叶突变体的遗传鉴定与候选基因分析

【目的】对水稻507ys黄绿叶突变体进行遗传鉴定与候选基因分析。【方法】用化学诱变剂甲基磺酸乙酯(EMS)处理粳稻品种日本晴(Nipponbare),从突变体库中获得一份黄绿叶突变体507ys。对该突变体进行表型观察以及主要农艺性状调查分析。将507ys与正常绿色品种进行杂交,调查F1代的叶色表型和F2群体的叶色分离情况,分析该突变表型的遗传行为。利用(507ys/明恢63)的F2作为定位群体,对507ys突变基因进行精细定位且遴选候选基因,对候选基因进行DNA测序验证及编码蛋白序列同源性分析。同时,测定507ys突变体和野生型亲本的光合色素含量,并利用高效液相色谱(HPLC)精确分析它们的叶绿素组成成分,以进一步揭示507ys黄绿叶突变基因的候选基因。【结果】507ys黄绿叶突变体整个生育期呈黄绿色。与野生型亲本日本晴相比,507ys突变体在分蘖期叶片的叶绿素和类胡萝卜素含量分别下降52.1%和58.1%,成熟期株高、每株有效穗数、每穗着粒数和结实率分别减少8.3%、51.0%、7.4%和11.6%。507ys与正常绿色品种日本晴和明恢63杂交的F1表现正常的绿色,F2群体绿色正常植株与黄绿叶突变植株分离比符合3﹕1,表明507ys的黄绿叶突变性状由1对隐性核基因控制。该突变基因定位在第10染色体长臂近端部SSR标记RM333和InDel标记L3之间,遗传距离分别为0.56 cM和0.14 cM,两标记之间的物理距离约为60.2 kb,此区间内包含13个有注释的预测基因。基因组序列分析发现,507ys突变体中编码叶绿素酸酯a加氧酶的OsCAO1(LOC_Os10g41780)在编码区第2 198位碱基(CDS第1 057位碱基)处,碱基G突变为碱基A,造成编码蛋白的氨基酸序列第353位的谷氨酸(E)突变成赖氨酸(K)。对叶绿素组成成分分析表明,507ys突变体叶片中只有叶绿素a,没有叶绿素b。【结论】507ys突变体基因是已报道的叶绿素酸酯a加氧酶基因OsCAO1的等位基因。507ys突变体在OsCAO1外显子上发生的一个点突变使得其体内叶绿素酸酯a加氧酶失活,造成叶绿素b合成受阻。

芝麻黄化突变体YL1的叶片解剖学及光合特性

表型性状标记在作物遗传育种中具有重要的应用价值。在芝麻地方种质"庙前芝麻"中发现了能够稳定遗传的黄化突变体YL1,对该突变体的叶片解剖特征、光合特性及农艺性状的比较分析表明,突变体YL1黄化心叶和平展叶在各个发育时期的叶绿体结构均与同时期野生型存在明显差异,下表皮气孔保卫细胞数是正常叶的2倍左右。YL1的叶绿素a、总叶绿素、类胡萝卜素含量均只有同时期正常含量的30%~40%,叶绿素b含量只有正常叶的20%;光合速率在初花期及以前均显著低于同期正常叶,但到终花期与正常叶相当;YL1的生育期和初花期显著推迟,株高和单株蒴果数明显降低,每蒴粒数和千粒重略微降低。显微观察表明,YL1的叶绿体形态结构发育不规则,基粒和基粒片层数目明显少于野生型,使得叶绿素含量过低,属于叶绿体发育异常导致的叶绿素缺少型突变体。

水稻黄绿叶突变体ygl13的鉴定及候选基因分析

[目的]对水稻黄绿叶突变体ygl13(yellow-green leaf 13)进行表型鉴定和候选基因检测,以便了解水稻叶色形成和调控的分子机制。[方法]经甲基磺酸乙酯(EMS)诱变籼稻恢复系缙恢10号(Jinhui 10),从中筛选出1份遗传稳定的黄绿叶突变体命名为ygl13,对突变体的表型进行系统观察,调查其成熟期的主要农艺性状,分别测定野生型和突变体苗期和孕穗期的叶片光合色素含量,同时利用透射电镜观察野生型和突变体ygl13的叶肉细胞及叶绿体结构。将表型正常的不育系西农1A与突变体ygl13杂交,根据F1和F2群体的性状表现与分离情况,分析该突变性状的遗传行为,并以F2作为基因定位群体,对突变体ygl13进行候选基因遴选和突变位点测序验证。[结果]突变体ygl13的植株叶片在整个生育期均呈现黄绿色,与野生型缙恢10号相比,突变体ygl13苗期和孕穗期叶片叶绿素a、叶绿素b和类胡萝卜素含量均极显著降低。透射电镜观察结果显示,与野生型相比,突变体ygl13叶绿体结构异常,基质片层减少退化,类囊体片层减少,不规则的散乱分布。农艺性状调查结果表明,突变体ygl13穗总粒数增加了26.06%,株高和结实率分别降低了12.33%和18.82%,但穗长、有效穗、穗实粒数和千粒重无显著差异。F2群体正常叶色的植株数与黄绿叶植株数分离比经χ2测验符合3﹕1分离比例(χ2=2.35<χ20.05=3.84),表明ygl13的黄绿叶性状由1对隐性核基因控制。YGL13被定位于第8染色体短臂In Del标记ID43和ID69之间,遗传距离分别为4.0和0.5 c M,区间物理距离约为318 kb,共有52个基因。经测序比对分析发现,ygl13突变体在Os SIG1编码区的第1 005个碱基G突变为碱基A(位于第三外显子),造成编码色氨酸(Trp或W)的密码子突变为终止密码子,导致蛋白翻译提前终止,则该基因编码520个氨基酸的蛋白质突变为334个氨基酸的截短蛋白。q RT-PCR结果表明,突变体ygl13部分光合色素代谢途径和光系统相关基因表达紊乱。[结论]水稻突变体ygl13的黄绿叶性状由1对隐性核基因控制,该基因与已报道的水稻质体σ因子Os SIG1为等位基因。

三个水稻联乙烯还原酶基因突变体的比较研究

【目的】探查水稻联乙烯还原酶基因OsDVR(Os03g22780)碱基序列不同突变引起的突变体表型差异,评估该基因作为叶色标记基因的育种应用潜力。【方法】以EMS化学诱变籼稻品种冈46B和粳稻品种日本晴得到的黄绿叶突变体为材料,利用高效液相色谱(HPLC)从中筛选积累联乙烯叶绿素的突变体,对获得的目标突变体进行遗传分析、基因定位及等位性测验,再对突变体的OsDVR进行DNA测序、编码氨基酸序列比对以及叶片光合色素、植株表型和主要农艺性状比较。【结果】从EMS诱变而来的53份黄绿叶突变体中筛选到2个新的积累联乙烯叶绿素的突变体590ys和525ys,其突变性状均由1对隐性核基因控制,突变基因均定位于已报道的824ys突变基因所在的染色体区域内,且经等位性测验证明均与824ys突变基因等位,因此它们都是OsDVR突变体。然而,590ys、525ys和824ys这3个突变体的OsDVR碱基突变位点和数目不同,导致编码蛋白的氨基酸突变位点和数目不同,造成它们在叶绿素含量、叶绿素组成、植株表型以及主要农艺性状和单株产量的极显著差异。其中,525ys突变体叶片淡黄色,植株生长发育、成熟期的主要农艺性状和单株产量所受影响相对较小,其突变基因基本上可满足对导入不育系的叶色标记基因的要求。【结论】水稻OsDVR碱基序列的不同突变可引起突变体表型和单株产量的极显著差异,该基因作为叶色标记基因在水稻遗传育种中可能具有较大的应用潜力。

薄皮甜瓜叶色黄化突变体的农艺性状调查及红外光谱分析

为了检测叶片中某一基团的差异,是否与色素有关的生物大分子物质有联系,通过对一个新的薄皮甜瓜叶色黄化突变体(9388-1)及正常叶色薄皮甜瓜(1号)进行农艺性状调查及红外光谱分析。结果表明,突变体黄化性状在苗期即表达,整个生育期叶片均呈黄色,两者叶绿素含量有极显著差异,且为非致死性总叶绿素缺乏突变体。在植株形态上没有显著差异;两者叶片生物大分子中的OH、CH2、C-O-C等基团的红外吸收峰强度相近,CO2、C=O、CH3基团的吸收峰强度有差异,根和根的差异不明显。