水稻黄绿叶突变体yellow-green leaf 4的表型鉴定及候选基因定位和功能分析
2022-04-12分类号:S511
【部门】南京农业大学作物遗传与种质创新国家重点实验室/江苏省植物基因工程技术研究中心 中国农业科学院作物科学研究所
【摘要】[目的]本研究旨在对水稻叶色突变体yellow-green leaf 4进行表型分析及基因定位和功能分析,探讨水稻叶绿体发育分子机制。[方法]水稻黄绿叶突变体yellow-green leaf 4(ygl4)来自粳稻品种‘中花11’化学诱变突变体库。ygl4与籼稻品种‘N22’杂交构建F_(2)分离群体用于YGL4基因定位,并对基因进行初步功能分析。[结果] 相比于野生型,ygl4在幼苗2~3叶龄出现黄绿叶症状,在6月下旬移栽大田后,黄绿叶症状加剧,甚至开始出现白化,突变性状可以一直保持到全生育期直到种子成熟。温敏性实验表明,ygl4突变体在20 ℃下表现出更严重黄化表型。透射电镜观察表明,ygl4的叶片细胞结构中出现了较多的双膜囊泡结构。基因定位显示,ygl4突变性状由一个隐性核基因LOC_Os04g42000突变导致。该基因编码一个核黄素合成途径中的关键酶,6,7-二甲基-8-核糖醇基二氧四氢蝶啶合酶(LS),且突变体叶色表型可被外施核黄素恢复为正常表型。亚细胞定位结果显示YGL4定位于叶绿体。荧光定量RT-PCR分析表明,在突变体中,叶绿素暗反应阶段参与ALA到原叶绿素酸酯合成过程的基因表达上调。[结论]水稻LS基因通过调控植物体内核黄素合成途径,影响叶色和叶绿体发育。
【关键词】水稻 黄叶突变体 基因定位 6,7-二甲基-8-核糖醇基二氧四氢蝶啶合酶 表达分析
【基金】江苏省重点研发项目(BE2021360);; 江苏省农业自主创新资金课题[SCX(19)1079]
【所属期刊栏目】南京农业大学学报
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