水稻黃葉突變體ys94的鑒定與基因定位.pdf

1、綠色植物的葉綠體具有光合作用固定CO2并合成有機(jī)物的能力。其中葉綠素以及葉黃素作為葉綠體內(nèi)含量最豐富且具有重要功能的色素成分，對(duì)植物的生長(zhǎng)發(fā)育具有重要意義。成熟的葉綠體是從原質(zhì)體發(fā)育而來(lái)的，由起主導(dǎo)作用的核基因和葉綠體基因共同調(diào)控。在探索葉綠體發(fā)育機(jī)制以及葉綠素合成途徑的研究中，葉色突變體植株是理想的材料。葉綠素含量以及葉綠體發(fā)育是否良好直接關(guān)系到植物光合作用效率的高低，因此在了解葉綠體發(fā)育以及色素合成的機(jī)制后，可以通過(guò)分子生物學(xué)的手段

2、提高植物的光合作用效率，對(duì)糧食作物產(chǎn)量的提高具有重要促進(jìn)作用。本研究對(duì)應(yīng)的材料是一個(gè)化學(xué)誘變獲得的黃葉突變體，突變基因經(jīng)圖位克隆而分離得到，經(jīng)分子生物學(xué)手段對(duì)該突變基因的功能進(jìn)行了初步研究。主要研究結(jié)果如下：
　　1.水稻黃葉突變體ys94的表型分析
　　通過(guò)化學(xué)誘變獲得一個(gè)遺傳穩(wěn)定的水稻黃葉突變體ys94。與野生型親本相比，ys94突變體在萌發(fā)時(shí)即出現(xiàn)黃白葉性狀，葉綠素a、葉綠素b含量顯著下降，直到三葉期表型開(kāi)始逐漸減弱，

3、然后開(kāi)始轉(zhuǎn)綠。突變體與野生型相比幼苗期株高、葉形等無(wú)明顯差異，成熟后性狀表型差異不明顯。透射電鏡觀察表明，ys94突變體的葉綠體數(shù)量明顯減少，單個(gè)葉綠體發(fā)育異常，類(lèi)囊體片層退化。用激光共聚焦顯微鏡觀察野生型和突變體ys94三葉期第三葉的葉片中葉綠體自體熒光的密集程度。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，與野生型相比，突變體ys94發(fā)光細(xì)胞數(shù)目明顯減少，顯示突變體正常發(fā)育的葉綠體減少。這與葉片的表型和葉綠素含量測(cè)定的結(jié)果相一致。
　　2.目標(biāo)基因的定位情況<

4、br>　　突變性狀受一隱性核基因調(diào)控，經(jīng)圖位克隆，目標(biāo)基因被定位于8號(hào)染色體短臂端140Kb的區(qū)間，此區(qū)間包含11個(gè)候選基因?；蚪M序列分析發(fā)現(xiàn)，ys94突變體在基因Os08g12840編碼區(qū)第490個(gè)堿基處的堿基T突變成堿基A，從而造成編碼蛋白序列第163位的色氨酸變成了精氨酸。該基因可能影響脂肪酸的合成，在水稻中該基因尚未有被報(bào)道，本研究結(jié)果為該基因的克隆和功能分析奠定了基礎(chǔ)。
　　3.目標(biāo)基因表達(dá)蛋白的亞細(xì)胞定位
　　

5、利用水稻原生質(zhì)體進(jìn)行目標(biāo)基因的瞬時(shí)表達(dá)，發(fā)現(xiàn)在野生型及突變體中目標(biāo)基因表達(dá)蛋白分布在葉綠體中，表明該基因編碼一個(gè)葉綠體功能相關(guān)蛋白。
　　4.目標(biāo)基因的組織特異性表達(dá)、光合作用色素合成相關(guān)基因的表達(dá)分析
　　通過(guò)定量 RT-PCR，我們發(fā)現(xiàn)目標(biāo)基因在各個(gè)組織器官中均有表達(dá)，尤其在幼葉中的表達(dá)量最高。在常溫30℃/25℃處理時(shí)，突變體三葉期苗葉片經(jīng) RT-PCR檢測(cè)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)突變體中相關(guān)基因的表達(dá)量下調(diào)。因此，突變體ys94的