水稻淡綠葉基因PGL11的遺傳分析與基因定位.pdf

1、隨著生命科學(xué)的快速發(fā)展，水稻作為植物中最有代表性的模式植物，逐漸成為人們研究的熱點(diǎn)。水稻葉色突變體是研究水稻遺傳機(jī)理及功能基因組學(xué)的重要種質(zhì)資源。葉綠體是光合作用的主要場(chǎng)所，具有將光能轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W(xué)能并為植物提供生命活動(dòng)所必需的能力。我們從粳稻品種日本晴的EMS誘變突變體庫(kù)中發(fā)現(xiàn)一個(gè)淡綠葉突變體，并將其命名為pgl11(pale green leaf11)。從形態(tài)學(xué)、生理學(xué)及轉(zhuǎn)錄水平上分析并闡述了PGL11突變引起的水稻植株生長(zhǎng)發(fā)生的改變，

2、并通過(guò)圖位克隆的方法對(duì)該基因進(jìn)行定位，為進(jìn)一步克隆到該基因、闡明葉色突變形成機(jī)理及研究水稻功能基因組學(xué)奠定基礎(chǔ)。本研究的結(jié)果如下:
　　1.突變體pgl11從苗期開始，每一片新葉均表現(xiàn)為淡綠色，葉綠素含量顯著降低。透射電鏡觀察結(jié)果表明，與野生型相比，突變體的葉肉細(xì)胞中的葉綠體數(shù)目減少，葉綠體發(fā)育異常，沒有正常的基粒垛疊及成形的淀粉粒堆積，甚至有的細(xì)胞中沒有葉綠體結(jié)構(gòu)。隨著葉片的生長(zhǎng)，葉色由淡綠逐漸轉(zhuǎn)綠，至抽穗期時(shí)葉綠素含量亦無(wú)明顯

3、差異。
　　2.突變體pgl11光合速率、氣孔導(dǎo)度明顯下降，胞間CO2濃度上升。掃描電鏡觀察發(fā)現(xiàn)，突變體pgl11的氣孔發(fā)育異常，氣孔周圍無(wú)硅質(zhì)乳突。
　　3.對(duì)野生型與突變體的基本農(nóng)藝性狀調(diào)查結(jié)果表明，突變體pgl11的分蘗數(shù)、穗長(zhǎng)、一次枝梗數(shù)及劍葉葉長(zhǎng)與野生型比無(wú)明顯變化，株高、劍葉寬、二次枝梗數(shù)、每穗粒數(shù)、粒寬、千粒重以及結(jié)實(shí)率均顯著低于野生型，而粒長(zhǎng)和籽粒長(zhǎng)寬比卻顯著增加。
　　4.定量RT-PCR對(duì)葉綠素合成

4、、光合作用以及質(zhì)體發(fā)育相關(guān)基因的表達(dá)量測(cè)定發(fā)現(xiàn)，突變體pgl11中參與葉綠體轉(zhuǎn)錄和翻譯相關(guān)基因的表達(dá)顯著升高，而葉綠素合成和光合作用相關(guān)基因的表達(dá)顯著下降。
　　5.對(duì)野生型與突變體劍葉及衰老葉的葉綠素降解及衰老相關(guān)基因的表達(dá)量進(jìn)行檢測(cè)，結(jié)果表明，在野生型與突變體的劍葉中的表達(dá)量無(wú)明顯差異，而在衰老葉中，突變體的表達(dá)量均顯著升高。黑暗誘導(dǎo)實(shí)驗(yàn)進(jìn)一步說(shuō)明，突變會(huì)使水稻葉片衰老速度更快。
　　6.遺傳分析表明，突變體pgl11的