番茄雜色葉基因vg的遺傳定位分析.pdf

1、番茄是重要的蔬菜作物，植株光合效率對番茄的產(chǎn)量及品質(zhì)有著極其重要的影響，而葉片是其光合積累有機(jī)物的場所。葉色突變是比較常見并容易觀察表型的一類突變體，該類突變體的形成是由于葉綠素含量、葉綠體發(fā)育以及光合作用等過程受到影響導(dǎo)致，從而影響作物品質(zhì)或產(chǎn)量。本研究以在遺傳轉(zhuǎn)化過程發(fā)現(xiàn)的一株番茄雜色葉突變體vg為研究對象，通過從生理、遺傳、及分子水平對突變體進(jìn)行表型鑒定、突變原因、遺傳分析、基因定位、功能驗(yàn)證等研究，了解vg突變體雜色葉產(chǎn)生的機(jī)制

2、，為研究番茄光合途徑及效率提供理論基礎(chǔ)。主要的研究結(jié)果如下:
　　1.番茄葉色突變體vg的表型:vg突變體表現(xiàn)為苗期正常，在播種后一個月左右開始出現(xiàn)葉色變化，首先是剛成熟的葉片出現(xiàn)部分泛白，隨著幼苗生長有泛白的葉片增多，并且出現(xiàn)包括生長點(diǎn)的幼葉出現(xiàn)黃化，植株長勢受到抑制。秋季育苗高溫強(qiáng)光照條件下，表型更加明顯，生長勢更弱。
　　2.番茄葉色突變體vg的生理特性分析:觀察葉綠體的超微結(jié)構(gòu)發(fā)現(xiàn)與AC相比，vg突變體黃化葉片的葉綠

3、體形態(tài)異常，沒有類囊體片層形成;vg突變體泛白葉片和正常綠色葉片的葉綠體形態(tài)基本正常，但泛白葉片葉綠體的類囊體片層的排列分散、類囊體基粒較少;正常綠色葉片葉綠體的類囊體片層排列不緊密。且在vg突變體的葉片中，沒有明顯可見的淀粉粒形成。分別測定三種葉色的葉綠素含量發(fā)現(xiàn)，黃化葉片的葉綠素a、葉綠素b都顯著降低，泛白葉片的葉綠素b降低，正常綠色葉片的葉綠素含量基本不變。且正常綠色葉片的可溶性糖含量以及淀粉含量都明顯減少。
　　3.番茄葉

4、色突變體vg的共分離及遺傳分析表明:vg突變體的表型與轉(zhuǎn)入的基因沒有關(guān)系，且不是T-DNA插入導(dǎo)致的突變，而是遺傳轉(zhuǎn)化過程引起的突變。以LA1589為母本，vg突變體為父本構(gòu)建F2遺傳分離群體，分析表明vg突變體的突變表型是單核基因控制的隱性性狀。
　　4.利用分離群體基因定位:從F2群體分離的45株有突變表型的單株，以及在每條染色體上開發(fā)并篩選出具有穩(wěn)定多態(tài)性的2個InDel標(biāo)記，將目的基因定位在第7條染色體。進(jìn)一步開發(fā)篩選了1

5、5對InDel分子標(biāo)記，結(jié)果將目的基因定位在7-59980和7-60636兩個標(biāo)記之間物理距離為756kb的區(qū)段。擴(kuò)大分離F2群體，分離出了182株有突變表型的單株用于精細(xì)定位，利用1個InDel和8個CAPS分子標(biāo)記，將目的基因定位在s6027和Ba6040兩個標(biāo)記之間物理距離為128 kb的區(qū)段。
　　5.基因侯選:利用預(yù)測網(wǎng)站和基因序列分析，分析可知在目的區(qū)段有21個開放閱讀框(ORFs)。其中ORF10、ORF11、ORF

6、12和ORF13與葉綠體發(fā)育或葉綠素合成相關(guān)，而已有研究表明ORF10的同源基因在擬南芥中導(dǎo)致類囊體形成受到阻礙。在突變體和AC中擴(kuò)增4個基因的編碼序列以及ORF10的啟動子序列，均未發(fā)現(xiàn)堿基序列上的差異。
　　6.基因時空表達(dá)分析:利用qRT-PCR分析除傷誘導(dǎo)相關(guān)基因外的12個基因在AC和突變體中的表達(dá)量。結(jié)果顯示ORF9、ORF10和ORF13的表達(dá)量顯著降低，ORF11的表達(dá)量表現(xiàn)顯著升高。而ORF9在ORF10的啟動子上