水稻黄叶突变体光合特性的日变化

对水稻黄叶突变体黄玉B及其亲本龙特甫B孕穗期的光合速率和叶绿素荧光参数的日变化所进行的研究表明:(1)在自然日照条件下,当光强上升到1043.4μmol/m2.s时,野生型出现光饱和点并表现出光抑制现象,而突变体没有出现光饱和点;(2)在野生型出现光抑制阶段(12:00—14:00),突变体的光合速率(Pn)、PSⅡ原初光化学效率(Fv/Fm)、PSⅡ光量子效率(фPSⅡ)、非循环光合电子传递速率(ETR)和热耗散(NPQ)均高于野生型。突变体在强光条件下(PFD>1149.2μmol/m2.s)能有效利用光能并耗散过剩光能,其对强光光响应能力优于野生型亲本。

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。

高温对水稻黄叶突变体剑叶光合特性和叶绿体超微结构的影响

以水稻黄叶突变体为材料,进行高温胁迫处理(9:30～17:30,40℃;其它时间段与自然温度相同),研究高温胁迫对其剑叶光合特性和叶绿体超微结构的影响。结果表明:高温胁迫使水稻黄叶突变体剑叶净光合速率(Pn)、PSⅡ原初光化学效率(Fv/Fm)、PSⅡ光量子效率(фPSⅡ)和非循环光合电子传递速率(ETR)显著降低,初始荧光(F0)显著增加,同时使剑叶叶绿素、可溶性蛋白质含量显著降低,细胞膜透性显著增加,叶片的叶绿体内基粒和基质片层模糊、疏松,结构紊乱。研究发现,40℃高温胁迫致使水稻黄叶突变体剑叶叶绿体超微结构破坏,引起PSⅡ反应中心的光化学效率降低,最终造成叶片光合能力减弱。

水稻黄叶突变体的剑叶衰老与保护酶活性关系的研究

以野生型龙特甫B为对照，研究了其黄叶突变体黄玉B剑叶衰老与抗氧化酶活性的关系。结果表明，在花后5～25d，黄玉B剑叶的叶绿素、蛋白质含量的降低以及丙二醛（MDA）的增加幅度明显比龙特甫B慢，其酶促防御系统的保护酶超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化物酶（POD）、过氧化氢酶（CAT）活性变化小，相对稳定，清除衰老过程中产生的活性氧自由基的能力强。本文还对水稻衰老生理指标判断的方法进行了探讨。

烟草黄叶突变体光合特性的研究

对烟草黄叶突变体和正常绿色植株K326的叶绿素含量和光合特性进行了研究比较。结果表明,烟草黄叶突变体在整个生长发育阶段总叶绿素含量低于正常绿色植株K326,为正常绿色植株的65%左右。突变体的叶绿素a/b值大于正常绿色植株,类胡萝卜素/叶绿素值大于正常绿色植株。只有当烟叶成熟落黄时,叶片中的叶绿素含量才相当。突变体的净光合速率、蒸腾速率和气孔导度也低于正常绿色植株,净光合速率为正常绿色植株的75%左右。

水稻黄叶突变体功能叶衰老生理特性的研究

以水稻黄叶突变体及其野生型亲本为材料,研究了突变体叶剑叶衰老过程中若干生理特性的变化。结果表明,在花后5～25d,突变体剑叶的SPAD值、净光合速率和谷胱甘肽(GSH)含量、可溶性蛋白降低比其野生型亲本缓慢,抗坏血酸(ASA)和总抗坏血酸(total ASA)增加比野生型快,突变体酶促防御系统的保护酶超氧化物歧化酶(SOD)、细胞色素氧化酶(COX)和抗坏血酸过氧化物酶(ASPX)活性变化较小、相对稳定,清除衰老过程中产生的活性氧自由基的能力较强,突变体较其野生型亲本表现出延迟衰老的特性。

一个新的水稻叶绿素缺失黄叶突变体遗传分析及其基因定位

粳稻品种"嘉花1号"经60Coγ射线辐照后,在其后代中筛选到一个黄叶的突变体(yl6),经过表型分析,发现该突变体幼苗期不论在低温(20℃)还是在高温(32℃)培养条件下,与野生型相比叶色均呈现出淡黄色,表明其为一温度不敏感突变体。光合色素含量测定结果显示,yl6突变体的黄叶突变性状主要是由叶绿素含量下降所导致。电镜结果显示,yl6突变体内叶绿素合成受阻且叶绿体的正常发育受到影响。遗传分析表明,该突变性状受一对隐性核基因(yl6)所控制。利用该突变体与籼稻"培矮64S"杂交产生的F2、F3群体中分离出的608个突变体型单株作为定位群体,结合SSR和CAPS分子标记将yl6基因定位在水稻第6染色体短臂上的CAPS1和RM2353分子标记之间,其物理距离约为271kb,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。本研究结果可为yl6基因的克隆和功能分析奠定了基础。

水稻黄叶突变体叶绿体超微结构与突变基因定位(英文)

对黄叶突变体-黄玉B的叶绿体超微结构和遗传特性进行研究。结果表明,野生型和突变体在相同的叶龄期,叶片内叶绿体个数差异不显著(P<0.05),但野生型的叶绿体基质浓厚、基粒片层堆叠比较整齐、有序,突变体基质较淡、基粒片层堆叠比较松散。遗传分析表明,该突变体黄叶性状受1对隐性基因控制,命名为xl(t);用SSR分子标记将xl(t)定位在第11染色体RM5349和RM21之间,遗传距离分别为0.82 cM和2.34 cM。

水稻温度敏感型黄叶突变体yl2(t)的表型分析和基因定位

[目的]本试验旨在对水稻温度敏感型黄叶突变体yl2(t)进行表型分析和基因定位,为图位克隆该基因奠定基础。[方法]在连续20℃温度处理下测定突变体yl2(t)叶绿素含量和观察其叶绿体结构;构建yl2(t)与籼稻品种‘南京11’的杂交F2群体,借助SSR和In Del分子标记,选取隐性极端个体进行基因定位;利用qRT-PCR测定叶绿素合成相关基因表达水平。[结果]20℃持续处理15 d,yl2(t)幼苗表现黄叶;若处理时间延长至20 d,yl2(t)幼苗则不能继续生长最后死亡,处理15 d后转移至30℃或在30℃连续生长时叶色正常。田间生长条件下,yl2(t)的农艺性状与野生型相比,没有显著差异。叶绿素含量测定结果表明,20℃时yl2(t)叶绿素含量较野生型显著降低,而30℃时yl2(t)中仅叶绿素b的含量显著降低。叶绿体超微结构观察显示,yl2(t)幼苗中叶绿体发育正常。遗传分析表明,yl2(t)突变表型受一对隐性核基因控制,利用图位克隆的方法将该突变基因定位在第8染色体长臂末端标记N8-36与P16之间,物理距离为647 kb。qRT-PCR结果表明,20℃和30℃两种温度条件下,与野生型相比,yl2(t)幼苗中叶绿素合成相关基因的表达出现不同的变化。[结论]水稻温敏型黄叶突变体yl2(t)突变表型受一对隐性核基因控制,该基因被定位在第8染色体长臂末端,是一个控制水稻叶色的新基因。本研究结果为YL2(T)基因的克隆及在水稻育种中的应用提供了依据。

水稻黄叶突变体黄玉B的碳代谢特性

以黄叶突变体黄玉B及其野生型亲本龙特甫B为材料,对光合色素与可溶性糖含量、RuBP羧化酶(RuBPCase)、蔗糖合成酶(SS)及蔗糖磷酸合成酶(SPS)活性、干物质及有机碳积累量等碳代谢相关指标进行了测定。与龙特甫B相比,黄玉B叶片光合色素含量显著下降,但Chla/b和Car/Chl值显著增高。在分蘖期,黄玉B叶片可溶性糖含量、RuBPCase、SS和SPS活性显著高于龙特甫B,而在开花期均显著降低;开花前黄玉B单株有机碳积累量和干重均显著高于龙特甫B,但开花后则显著低于龙特甫B。这些结果说明黄玉B的碳代谢具有开花前旺盛而开花后缓慢的特性,很大程度上不同于龙特甫B。本研究揭示了黄玉B农艺性状和单株产量表现的碳代谢成因,为其生产应用提供了理论依据。

水稻黄叶突变体yl的遗传分析与基因定位

[目的]水稻叶片作为重要的光合器官,是作物产量的形成基础。叶色突变体不仅可以作为育种标记,还是研究叶绿体发育和培育高光效水稻品种的先决条件之一。[方法]从籼稻品种‘9311’的^(60)Co-γ射线辐射诱变突变体库中筛选获得了1个水稻黄叶突变体yl。利用yl/‘宁粳4号’杂交的F2群体进行基因定位。[结果]与野生型相比,yl突变体的幼叶表现出明显的黄化,叶绿素a、叶绿素b、类胡萝卜素的含量下降。突变体叶绿体中类囊体片层结构排列松散。与野生型相比,yl突变体的每穗粒数、结实率和千粒质量下降。该性状受1对隐性核基因控制。该基因初步定位于第9染色体长臂上,进一步开发分子标记把定位区间缩小在14.5 kb内,该区域包含3个候选基因。经测序比对分析发现,yl突变体的第3个ORF的第5外显子发生碱基突变(2131CTA→G),从而造成蛋白第233位氨基酸发生改变并导致翻译提前终止,形成了1个包含原有232个氨基酸和16个新形成氨基酸残基的蛋白,该基因与已报道的水稻黄叶基因YLC1是等位基因。[结论]本研究明确了YLC1参与叶绿素的合成,为叶绿体色素合成和叶绿体发育的研究提供了基础。

一个水稻黄叶突变体的叶绿素合成关键基因的表达分析

为了研究水稻黄叶突变基因与叶绿素合成途径的关系及突变基因的作用机理,本研究以野生型作对照,结合半定量与实时定量PCR技术,对突变体茎和叶组织中叶绿素合成关键基因的RNA表达水平进行了分析。结果显示,在茎组织中,研究选取的8个基因在突变体和野生型中的表达均没有明显差别。而在叶组织中,突变体的YGL1和CHLI两个基因的表达量约为野生型的1.8倍,表达明显上调;CHLD基因的表达量约为野生型的0.6倍,表达明显下调;其余5个基因的表达没有明显差别。研究表明,突变基因能够调控叶绿素合成关键基因YGL1、CHLD和CHLI的表达,从而影响叶组织中叶绿素的合成,这为进一步研究突变基因对叶绿素合成的调控模式及其作用机理奠定了基础。

水稻黄叶突变体yl1的遗传分析和表型鉴定

在盐稻8号辐射诱变后代中筛选出1个黄叶突变体,并命名为yl1。遗传分析表明,黄叶表型为单隐性核基因控制。通过对yl1的表型观察、光合色素含量测定、叶绿体超微结构观察和叶绿素生物合成途径相关基因的表达分析发现,突变体yl1全生育期均表现黄叶,叶绿素含量显著降低,叶绿体缺少内囊体片层结构,并且大部分叶绿素生物合成途径的基因表达显著降低。本研究结果可为下一步突变基因定位和基因功能研究打下良好基础。

豌豆黄叶突变体转录组测序和表达模式分析

为了探究豌豆黄化突变体形成机制,以豌豆黄化幼苗突变体(yl)和野生型植株(WT)为材料,对2份材料的叶片进行比较转录组分析。结果显示,利用高通量转录组测序技术分别从WT和yl中分别获得25599903、24806761条片段;通过对2份材料差异基因的筛选,共得到4423个差异表达基因(DEGs),其中,2449个上调表达,1974个下调表达;对其中9个相关基因进行了RT-qPCR验证,表达趋势与RNA-Seq结果一致。GO功能富集分析发现,差异基因广泛涉及生物合成与代谢等途径。对参与叶绿素合成和光合作用途径的DEGs进行表达模式分析,发现叶绿素降解与合成途径的关键基因可能与yl的形成有关。

水稻黄叶突变体yl6(t)的遗传分析和基因定位探究

在粳稻品种日本晴群体中发现了1个黄叶自然突变体yl6(t),因此,对其进行调查研究。农艺性状调查发现,与野生型相比,yl6(t)的结实率明显较低;叶绿素含量测定发现,突变体yl6(t)苗期后期叶素绿含量极显著降低,全生育期为黄叶;超微结构观察发现,叶绿体形态改变,类囊体片层结构减少;遗传分析表明,yl6(t)黄叶表型为单隐性核基因控制,利用SSR标记将目的基因初步定位在水稻第6号染色体约56 kb区段内,该区段未有相关基因报道,推测是1个新的控制水稻叶色的基因。

突变体黄叶性状基因对烟叶集中成熟的影响

以烟草黄叶突变体及其后代黄叶DH系为材料,研究了黄叶突变基因对烤烟烟叶成熟的影响。结果表明:每个黄叶材料一次可采收叶片数比正常绿色品种K326多2～6片,平均多3.11片;其中黄叶K326可一次采收11片叶,且11片叶的外观颜色均为黄色。说明黄叶突变体基因有促进烟叶成熟、提高烟叶成熟的集中度的作用。

水稻yl1黄叶突变体的基因克隆与功能分析

叶片是植物进行光合作用的重要器官,是作物产量形成的基础。作物叶色突变体不仅是研究叶绿体发育机制、培育高光效新种质的前提,而且可以作为性状标记,应用于良种繁育及杂交育种。在经化学诱变剂甲基磺酸乙酯(EMS)处理的粳稻品种Kitaake突变体库中,筛选得到黄叶突变体yl1,yl1突变体的株高、穗粒数、千粒重与野生型相比均降低。遗传分析表明,yl1黄叶表型由单隐型基因控制,图位克隆表明yl1编码叶绿素酸酯a氧化酶(chlorophyllide a oxygenase,Os CAO1,LOC_Os10g41780)基因发生点突变;yl1突变体Os CAO1突变位点位于催化功能域,没有改变其在叶绿体中的定位,且在不同物种之间高度保守,这表明该位点可能是Os CAO1的酶活关键氨基酸位点。

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。

贵州地方稻种来拢黄叶突变体yl-1光合特性研究

本研究利用化学诱变剂甲基黄酸乙脂(EMS)处理贵州禾来拢,从M2代中筛选出一份黄叶突变体yl-1。在贵阳和三亚连续自交5代,其突变性状和各种农艺性状均已稳定。使用LI-6400便携式光合作用测量系统对黄叶突变体yl-1进行光合特性分析。结果表明,与野生型相比,突变体yl-1孕穗期的叶绿素a、叶绿素b和类胡萝卜素含量分别为野生型的62.30%、41.07%和75.64%;在强光条件下(12:00-14:00),突变体yl-1的光合速率显著高于野生型,且没有出现"午休现象";突变体yl-1的初始荧光产量(Fo)为野生型的72.50%,最大光合效率(Fv/Fm)比野生型高4.17%,光化学淬灭(qP),电子传递速率(ETR)和PSII的光化学效率(ΦPSII)分别比野生型高10.61%、36.34%和37.03%,而非光化学淬灭(qN)下降比野生型下降2.38%。结果说明突变体yl-1比野生型有更强的活性氧清除能力;在强光条件下没有"午休现象",而且有更高的光合速率。突变体yl-1不仅可作为标记性状在杂种优势中加以应用,还可以应用到水稻的高光效育种中。

水稻黄叶不育系突变体H08S的表型特征与遗传分析

光温敏不育系的育性因易受光温条件影响而出现波动,导致种子纯度不够,是水稻生产上常见的问题。本研究对1个水稻黄叶不育系突变体H08S进行温度敏感性分析和叶绿体超微结构观察,同时通过构建分离群体进行突变基因的遗传模式分析。结果表明,突变体H08S的表型受温度影响,为低温表达型叶色突变体,且其叶绿体结构出现异常,表现类囊体的片层结构减少,说明H08S基因的突变影响叶绿体的正常发育。突变体H08S分别与‘日本晴’、‘02428’构建F2群体和BC1F1群体,观察并统计群体植株叶色表型的分离情况,并进行卡方检验,结果表明该突变性状受1对隐性单基因控制。