甘蓝型油菜黄化复绿突变体S28-y研究

对甘蓝型油菜品种镇油7号衍生系中发现的自然突变叶色黄化材料S28-y进行田间表型、叶绿体超微结构观察、光合色素含量和光合作用参数测定以及叶色遗传分析,探讨甘蓝型油菜叶色黄化突变体叶色变化、光合特性、叶色遗传及黄化复绿进程与温度响应关系。结果表明:S28-y叶色黄化复绿受1对隐性核基因控制;新生叶片叶色黄化显著,随叶片发育逐渐复绿,这种黄化再复绿现象伴随叶片整个生长阶段;复绿进程快慢与温度呈正相关,高温可加快黄化叶复绿,提高叶绿素含量。与野生型相比,突变体S28-y植株矮化,产量相关性状变差,光合色素含量和净光合速率显著降低;黄化叶叶绿体形态发育异常,无完整基粒、基质片层,光合作用减弱。叶绿体结构发育异常引起总叶绿素缺乏是导致突变体S28-y光合效率降低和产量性状变差的主要原因,而适宜温度是加快突变体黄化叶复绿的重要影响因素。

‘砀山酥梨’黄化叶复绿过程中内源IAA含量及其信号转导基因的表达量分析

为探讨IAA在梨黄化叶复绿过程中的作用,以‘砀山酥梨’(Pyrus bretschneideri Rehd.)黄化植株与正常植株为试材,对生长期黄化植株叶面喷施0.2%FeSO_(4)溶液,于处理后第3、6、9、12天分别观察黄化叶复绿情况,取样测定黄化叶片复绿过程中各时期叶片与对照组(正常、黄化)叶片的Fe2+含量、内源IAA含量、IAA相关信号转导基因相对表达量,并分析Fe2+、IAA含量及相关基因表达量之间相关性。结果表明:(1)FeSO_(4)溶液处理可使梨黄化叶片复绿,且黄化叶面在处理后第3天开始出现复绿斑点,在处理后第6、9天时出现大范围的复绿斑块,第12天整叶复绿。(2)ELISA测定结果显示,对照组正常叶的内源IAA含量显著高于对照组黄化叶,FeSO_(4)处理后各个时期的复绿叶内IAA含量均显著高于对照组(正常叶和黄化叶)。(3)qRT-PCR结果显示,对照组黄化叶内AUX1.1/1.3、GH3.1/3.2/3.5、SAUR1/2/3/4、AUX/IAA1/2/3/7表达量均显著高于对照组正常叶,FeSO_(4)处理后其表达量大多较黄化叶显著减少;而对照组黄化叶内TIR1.1、GH3.3/3.4、AUX/IAA4/5/6表达量均显著低于对照组正常叶,FeSO_(4)处理后其各时期表达量均较黄化叶显著增加。(4)对照组黄化叶内ARF3/4/5/6/7/8/9/10/15/17/18/19/20/21/22/23表达量均显著低于正常叶,FeSO_(4)处理显著促进了ARF3/5/6/9/19/20/21/22/23的表达;而对照组黄化叶内ARF1/2/11/12/13/14表达量显著高于正常叶,FeSO_(4)处理则显著抑制了ARF1/2的表达。(5)相关性分析结果表明,FeSO_(4)处理后复绿叶内显著增加的Fe2+含量主要与AUX/IAA5、AUX/IAA6表达量显著上调相关;而IAA含量的显著增加则与GH3.3表达量显著上调、与SAUR1/2表达量显著下调相关。两者之间相关网络图错综复杂,其简要途径为:Fe^(2+)→AUX/IAA5、AUX/IAA6→(ARF14)→ARF5→SAUR1、AUX/IAA1→SAUR2/TIR1.1/GH3.3→IAA。研究认为,IAA及其信号转导基因在FeSO_(4)所诱导的‘砀山酥梨’缺铁黄化叶复绿过程中可能发挥重要作用。