一個水稻黃綠葉突變體ygl15 的鑒定和基因定位

魏玲霞 王 穎 郭 蓉 杜 丹 毛英杰 楊 超 黃英金 王兆海,?

(1 江西農業大學作物生理生態與遺傳育種教育部重點實驗室,江西 南昌 330045;2江西農業大學生物科學與工程學院,江西 南昌 330045)

水稻(Oryza sativa L.)是世界上最主要的糧食作物之一,也是單子葉模式植物。 葉片是植物光合作用的重要器官,水稻產量和品質與葉片的光合作用密切相關[1]。 葉色變異是指植物色素的代謝或穩定性發生異常從而造成葉片顏色改變。 大量研究表明,葉色變異突變體是研究植物光合作用[2]、解析植物色素代謝途徑[3]、葉綠體發育途徑[4]、光形態建成[5]、核質互作信號途徑[6-7]等生物學過程的重要材料。 此外,水稻葉色突變體也廣泛用于作物性狀標記、不育系良種繁殖等領域的研究[8-11]。

目前,水稻中共有11 個葉綠素合成關鍵酶基因被克隆,除CAO2[12]基因的T-DNA 插入突變體無可見突變表型外,其余10 個基因,包括RLIN1[13]、ChlH[14]、ChlI[15]、 ChlD[15-16]、 ChlM[17]、 CRD1[18-19]、 PORB[20]、DVR[21]、YGL1[22]和CAO1[12,23]突變會導致水稻葉片出現黑斑、黃色、黃綠、白化、光漂白等葉色變異表型。 此外,葉綠素降解途徑中的基因發生突變,也會導致葉色變異,如水稻NYC1 和NOL 基因編碼蛋白相互作用共同形成葉綠素b 還原酶,發揮降解葉綠素b 的作用,突變體nyc1 和nol 因葉綠素b 降解受阻而導致其后期葉片持綠[24-25]。 血紅素代謝途徑基因的突變,通常會影響葉綠素的合成,從而導致葉色變異,如水稻突變體ygl2 因血紅素加氧酶基因的突變,導致葉片呈黃綠葉表型[26]。 類胡蘿卜素合成途徑中的基因突變也會導致葉色突變體的產生,如水稻八氫……