以菊花‘金陵国紫’黄绿叶突变体为试验材料,研究该突变体黄绿叶的绿叶与黄叶组织光合与类囊体膜光谱特性。对突变体黄绿叶中绿叶与黄叶组织的光合速率、光响应曲线、气孔特征与类囊体膜光谱特性进行测定与分析。结果表明:与绿叶组织相比,突变体黄叶组织的净光合速率、光饱和点、暗呼吸速率、表观量子效率均显著低于绿叶组织,而光补偿点则显著高于绿叶组织;黄叶组织的气孔限制值低于绿叶组织,非气孔限制值则显著高于绿叶组织,而黄叶与绿叶组织的气孔特征并无显著性差异。突变体黄叶组织类囊体膜叶绿素捕光能力与受激发能力均显著低于绿叶组织。黄叶组织光合能力显著低于绿叶,其较低光合能力形成的原因是由非气孔因素造成的,而类囊体膜功能...

【目的】叶色突变体是研究叶绿素合成、叶绿体发育和光合作用的理想材料,探索小麦黄绿叶突变体的光合生理特性,旨在阐明其光合作用调控机理,为小麦黄绿叶突变体的进一步利用奠定基础。【方法】以野生型冀麦5265和突变体冀麦5265yg为试验材料,对叶色表型进行观察,采用分光光度计和试剂盒法测定色素含量和酶活性,并利用Li-6400便携式光合仪和PAM100叶绿素荧光仪进行光合气体交换参数和叶绿素荧光参数测定。【结果】表型观察和色素含量结果表明,突变体苗期叶片表现为黄绿色,抽穗后叶片逐渐转变为淡绿色。遮阴处理可以使叶片颜色部分复绿,但比野生型略浅,属于光诱导转绿型突变体。突变体叶绿素a和叶绿素b含量显著低于野生型,叶绿素a/b的比值升高,为典型的叶绿素缺乏型突变体;光响应曲线和CO_2响应曲线显示,突变体的表观量子效率(AQY)、光饱和点(LSP)、最大净光合速率(P_(n-max))、光补偿点(LCP)、暗呼吸速率(Rd)、羧化效率(CE)和饱和CO_2浓度(I_(-sat))显著高于野生型,说明突变体叶片的光合机构稳定,强光下光合速率更高;光合气体交换参数和叶绿素荧光动力学参数表明,突变体的净光合速率(P_n)、蒸腾速率(T_r)、气孔导度(G_s)、光化学量子效率(F_v/F_m)、实际光化学效率(ΦPSII)和光化学淬灭系数(qP)显著高于野生型,说明其具有较强的光能转化和CO_2固定能力;突变体的超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化氢酶(CAT)活性均高于野生型,丙二醛(MDA)含量下降,可溶性糖和可溶性蛋白含量升高,说明抗氧化酶系统通过清除氧自由基降低了氧化损伤,突变体叶片细胞膜损害减轻,抗逆性增强;突变体的核酮糖-1,5-二磷酸羧化酶/加氧酶(Rubisco)活性显著低于野生型,磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶(PEPC)活性显著高于野生型,推测C_4途径光合酶PEPC活性的升高可能是突变体具有较高净光合速率的原因之一。花后遮阴以及外源喷施抗坏血酸AsA和二硫苏糖醇DTT处理表明,突变体对光强变化更敏感、叶片内AsA含量及叶黄素循环效率更高。【结论】黄绿叶突变体冀麦5265yg叶片气孔导度明显改善、热耗散降低、C_4途径光合酶活性升高,是其光合速率提高的主要原因。该结果为小麦叶色突变体高光合特性的分子调控机制研究奠定基础。

【目的】黄瓜黄绿叶突变体是进行光合系统研究和遗传育种研究的重要材料,明确其叶色突变机理,可为进一步利用该性状进行基因定位、基因克隆等研究提供理论依据。【方法】本试验对黄瓜黄绿叶突变体9110Gt叶色黄化和转绿后的光合色素成分、含量和原叶绿素含量进行测定,并利用cDNA-AFLP技术及cDNA-Ad-SRAP技术,进行相关基因差异表达研究,获得差异表达片段。【结果】突变体9110Gt和野生型9110G在叶色素组分上没有显著差异,但突变体的光合色素及原叶绿素含量都低于正常株。从该突变材料中分离到的9条与叶色突变基因相关的差异表达片段与叶绿体和线粒体中基因具有较高同源性。【结论】该突变体叶色黄化是由...

叶色突变体是研究C4光合途径及叶绿素代谢机制的理想材料。为了研究谷子黄绿叶突变的分子机制，为黄绿叶基因的功能研究及叶绿素代谢的分子机制解析奠定基础，在长农35号甲基磺酸乙酯(EMS)突变体库中鉴定到1份可稳定遗传的谷子黄绿叶突变体ygl7,并对突变体及野生型进行农艺性状调查、光合色素含量及光合参数测定、叶绿体超微结构观察；同时对突变体叶色进行遗传分析，采用BSA法进行基因初定位，利用F_2群体进行精细定位，并根据功能注释结合RNA-Seq预测候选基因。采用qRT-PCR进行表达模式分析，采用酵母双杂交试验进行蛋白互作验证。结果表明，与野生型相比，ygl7苗期、拔节期叶片呈明显黄绿色，抽穗期逐步转为浅绿色，ygl7整个生育期叶绿素含量及光合速率都显著低于野生型，且叶绿体结构出现异常。遗传分析表明，ygl7黄绿叶表型由1对隐性单基因控制，基因精细定位将黄绿叶基因定位于第Ⅶ染色体434.9 kb区间内，候选基因分析预测编码原卟啉Ⅸ镁鳌合酶Ⅰ亚基的Seita.7G290300为调控黄绿叶的候选基因。qRT-PCR结果显示，Seita.7G290300在叶片中高表达，且在突变体中的表达量低于野生型；叶绿素合成途径(CHLD、CHLI)和光系统(LHCB1、LHCB6)相关基因在突变体中均下调表达。酵母双杂交试验表明，SiYGL7与MORF2存在互作。

[目的]对水稻黄绿叶突变体ygl13(yellow-green leaf 13)进行表型鉴定和候选基因检测,以便了解水稻叶色形成和调控的分子机制。[方法]经甲基磺酸乙酯(EMS)诱变籼稻恢复系缙恢10号(Jinhui 10),从中筛选出1份遗传稳定的黄绿叶突变体命名为ygl13,对突变体的表型进行系统观察,调查其成熟期的主要农艺性状,分别测定野生型和突变体苗期和孕穗期的叶片光合色素含量,同时利用透射电镜观察野生型和突变体ygl13的叶肉细胞及叶绿体结构。将表型正常的不育系西农1A与突变体ygl13杂交,根据F1和F2群体的性状表现与分离情况,分析该突变性状的遗传行为,并以F2作为基因定位群体,...

【目的】为了丰富和加深人们对植物叶色形成的分子机理认识,对水稻黄绿叶突变体ygl3(yellow green leaf 3)进行表型鉴定和基因克隆,阐明YGL3的分子功能,为解析YGL3调控水稻叶色形成的分子机理奠定基础。【方法】从水稻中花11 CRISPR-Cas9敲除突变体库中鉴定出2份稳定遗传的等位黄绿叶突变体,命名为ygl3-1与ygl3-2,对突变体的表型进行鉴定,测定野生型和突变体苗期的叶绿素含量,运用透射电镜观察野生型和突变体ygl3的叶绿体结构。利用实时荧光定量PCR分析YGL3的组织表达模式,并使用BioXM 2.6软件对YGL3及其同源蛋白序列进行比对,采用酵母双杂交方法筛选YGL3的互作蛋白。【结果】在苗期,与野生型相比,突变体ygl3叶片黄化,叶绿素、类胡萝卜素和总光合色素含量显著降低。透射电镜结果表明,突变体ygl3叶绿体形态异常,类囊体片层结构较少,而野生型叶绿体形态正常,类囊体片层结构排列有序。CRISPR-Cas9敲除位点鉴定结果表明,LOC_Os01g73450发生单碱基插入,导致蛋白翻译提前终止,该基因编码351个氨基酸的蛋白突变为55个氨基酸的截短蛋白。与野生型相比,LOC_Os01g73450的表达水平在突变体中显著下调。qRT-PCR结果表明YGL3在水稻根、穗、种子、叶鞘以及叶片中均有表达,且叶片中表达水平最高。YGL3编码一个质体定位的尿嘧啶核苷酸激酶。蛋白氨基酸序列比对表明YGL3蛋白在玉米、高粱、拟南芥等物种中均较为保守,与拟南芥同源蛋白氨基酸的同源性为59.4%。qRT-PCR结果表明,叶绿素合成基因(如HEMC、HEME和URO-D)在突变体ygl3中显著下调,而HEMB、HEMF和HEML等叶绿素合成基因在野生型与突变体之间无显著差异。酵母双杂交系统筛选水稻叶片酵母cDNA文库,发现YGL3与RNA编辑因子MORF8存在互作。【结论】水稻黄绿叶突变体ygl3的表型是由LOC_Os01g73450突变导致,该基因与已报道的水稻黄绿叶基因YL2/YGL8等位。YGL3在叶片中高度表达,同时YGL3与MORF8在酵母中互作。

【目的】对水稻507ys黄绿叶突变体进行遗传鉴定与候选基因分析。【方法】用化学诱变剂甲基磺酸乙酯(EMS)处理粳稻品种日本晴(Nipponbare),从突变体库中获得一份黄绿叶突变体507ys。对该突变体进行表型观察以及主要农艺性状调查分析。将507ys与正常绿色品种进行杂交,调查F1代的叶色表型和F2群体的叶色分离情况,分析该突变表型的遗传行为。利用(507ys/明恢63)的F2作为定位群体,对507ys突变基因进行精细定位且遴选候选基因,对候选基因进行DNA测序验证及编码蛋白序列同源性分析。同时,测定507ys突变体和野生型亲本的光合色素含量,并利用高效液相色谱(HPLC)精确分析它们的叶...

[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。

[目的]分析西瓜后绿突变体的光合特性,为进一步探究西瓜叶色后绿机制及将叶色标记应用于杂交育种提供理论依据。[方法]以田间发现的西瓜叶色后绿突变体63第三节位(Ⅰ时期)黄化叶片、第九节位(Ⅱ时期)绿色叶片及绿叶品系Liu-2相同节位叶片为材料,测定其光合色素(叶绿素a(Chl a)、叶绿素b(Chl b)、类胡萝卜素(Caro)、总叶绿素(Chl))含量、光合参数(净光合速率(P_n)、气孔导度(G_s)、胞间CO_2浓度(C_1)、蒸腾速率(T_r))和荧光动力学参数(初始荧光产量(F_0)、最大荧光产量(F_m)、最大光化学效率(F_v/F_m)、实际光化学效率(F'_v/F'_m)、实际光化学量子效率(Φ_(PSⅡ))、光化学淬灭系数(qP)、电子传递效率(ETR)),并进行比较分析。[结果]与Ⅰ时期相比,在Ⅱ时期,正常绿叶品系Liu-2叶片中的Chl a、Chl b、Caro、Chl及Chl a/Chl b差异不显著,但Caro/Chl显著降低了2.7%;后绿突变体63叶片中的Chl a、Chl b、Caro及Chl表现出极显著差异,较Ⅰ时期分别增加177.7%,251.9%,92.0%和171.1%,而Caro/Chl极显著降低了29.2%。Liu-2的P_n、G_s、T_r分别提高133.1%,41.0%和7.3%,C_i减少16.0%;后绿突变体63的P_n、G_s、T_r分别提高1 213.7%,49.6%和17.3%,C减少19.3%。与Ⅰ时期相比,Ⅱ时期Liu-2的F_0减少4.9%,F_m、F_v/F_m、F_v'/F_m'、Φ_(PSⅡ)、qP、ETR分别增加8.0%,3.0%,33.9%,77.2%,32.2%和77.2%;63的F_0、F_m、F_v/F_m、F_v'/F_m'、Φ_(PSⅡ)、qP、ETR分别增加78.1%,124.1%,6.6%,25.3%,70.0%,34.5%和68.5%,63转绿后F_0、F_m的增加程度大于Liu-2。[结论]西瓜后绿突变体63Ⅰ时期光合色素过低,导致幼叶黄化;Ⅱ时期光合色素含量大幅提高,使叶色逐渐由黄转绿。在此过程中其Chl含量提高,光能捕捉能力增强,荧光产量增加,最终光合能力得以恢复。

绿豆叶形突变体和叶形调控基因的鉴定，可为品种叶形的遗传改良提供种质资源，也有利于解析叶片发育的遗传调控机理。从皖科绿3号EMS诱变突变体库中筛选到窄叶突变体vrnl11,利用vrnl11/皖科绿3号和vrnl11/中绿1号的杂交后代进行遗传分析，用χ~2检验确定F_2群体中不同表型植株的分离模式。以vrnl11和中绿1号及中绿5号构建的2个F_2群体为定位群体，利用BSA测序技术和图位克隆的方法完成vrnl11的精细定位。表型鉴定结果表明，vrnl11叶片宽和叶面积较野生型皖科绿3号分别减少25.7%和21.7%。遗传分析表明，vrnl11的窄叶表型受单隐性核基因调控。BSA测序分析将突变位点定位在第11染色体上15.0 Mb至末端4.7 Mb的区间内。利用新开发的多态性分子标记将vrnl11定位在标记nl-61和nl-46之间186.5 kb的区间内，包含9个预测基因。这些研究结果为克隆vrnl11和解析绿豆叶片生长发育的分子调控机理提供理论依据。

[目的]对水稻叶色白化转淡绿突变体WGL进行遗传分析与基因定位,为水稻叶绿素合成与质体发育的分子机制研究奠定基础。[方法]水稻白化转淡绿突变体WGL与‘日本晴’、‘越光’杂交构建F2群体,取隐性极端个体定位基因WGL。[结果]白化转淡绿叶突变体WGL由甲基磺酸乙酯(EMS)诱变籼稻‘南京11’获得,2叶1心期叶片开始转绿,但叶缘和叶尖仍表现白化。4叶期后,WGL叶色表现为淡绿色。与野生型相比,WGL的株高显著降低,剑叶长、剑叶宽、穗长、有效分蘖、千粒质量等均有不同程度的降低。3叶期和抽穗期光合色素含量测定结果表明:与野生型相比,3叶期WGL的叶绿素a、b和类胡萝卜素含量均显著下降,抽穗期叶绿素...

[目的]探究西瓜短侧枝突变体slb的光合特性,为西瓜短侧枝突变体的利用奠定基础。[方法]以西瓜短侧枝突变体slb和正常长侧枝品系GWAS-38为材料,测定坐果期第10～15节功能叶的光合色素(叶绿素a、叶绿素b、总叶绿素和类胡萝卜素)含量、光合参数(净光合速率(P_n)、气孔导度(G_s)、胞间CO_2浓度(C_i)、蒸腾速率(T_r))、荧光动力学参数(初始荧光(F_0)、最大荧光(F_m)、最大光化学效率(F_v/F_m)、实际光化学效率(F_v'/F_m')、实际光化学量子效率(Φ_(PSⅡ))、光化学淬灭系数(qP)和电子传递效率(ETR))以及气孔的密度、长度和开度。[结果]与正常长侧枝GWAS-38相比,西瓜短侧枝突变体slb功能叶的叶绿素a、叶绿素b和总叶绿素含量以及叶绿素a/叶绿素b、类胡萝卜素/总叶绿素均无显著变化,但类胡萝卜素含量显著降低了9.52%。短侧枝突变体slb功能叶的P_n、G_s、C_i和T_r分别较正常长侧枝GWAS-38极显著降低了46.0%,75.0%,18.8%和47.0%。与正常长侧枝GWAS-38相比,短侧枝突变体slb功能叶的F_0极显著升高了17.9%,而F_m、F_v/F_m、F_v'/F_m'、Φ_(PSⅡ)、qP和ETR均无显著差异;气孔密度极显著增加了140.2%,而气孔长度和开度分别极显著下降了32.1%,40.4%。[结论]气孔限制是导致西瓜短侧枝突变体slb光合作用下降的主要因素。

【目的】揭示甘蓝型油菜自发黄化突变体NY的叶绿体超微结构、气孔特征参数与光合色素含量及光合特性之间的关系,为探讨突变材料的黄化机理和在育种实践上的应用提供理论依据。【方法】以突变体NY及其野生型NG,及组配的F1(NY×NG)、rF1(NG×NY)为研究材料,进行五叶期心叶和平展叶的叶绿体超微结构观察、气孔特征参数调查、光合色素含量测定、光合特性测定及农艺性状考察。【结果】突变体NY黄化心叶和黄绿平展叶的叶绿体发育程度均差于野生型NG及F1、rF1;NY黄化心叶下表皮气孔保卫细胞叶绿体数较NG少40%左右,黄绿平展叶中数目与NG等相近;NY的Chla、Chlb、Chl(a+b)、Car含量及组...

【目的】以叶绿素缺乏突变体水稻为材料,研究其光系统蛋白和叶绿素的合成特性,以揭示叶绿素的生物合成及其调控的机理。【方法】通过蛋白质电泳、Western杂交、Northern杂交以及叶绿素前体物质的测定等来鉴定叶绿素缺乏突变体W1的黄化原因。【结果】与野生型相比,叶绿素缺乏突变体W1的叶绿素含量明显减少,与之对应的是其类囊体膜蛋白的减少,特别是光系统II捕光色素蛋白(LHCII)三聚体含量的急剧减少。Western杂交进一步表明,W1的LHCII含量仅为野生型的1/3。编码LHCII脱辅基蛋白的cab基因在突变体W1和野生型中转录水平相仿。突变体W1叶绿素合成的前体物质从合成的起始δ-氨基乙酰丙...

【目的】对一个新的水稻显性窄叶突变体进行鉴定,为水稻叶片形态建成的分子机理和株型育种研究奠定基础。【方法】甲基磺酸乙酯(EMS)诱变水稻籼型恢复系缙恢10号,获得一个窄叶突变体Dnal1,连续7代种植,表型均稳定遗传。开花期,调查Dnal1和野生型剑叶、倒2叶和倒3叶的叶宽及卷曲度,对剑叶最宽处进行石蜡切片分析;灌浆期,测量剑叶的光合色素含量,并利用Li-6400便携式光合测定仪测量光合速率、气孔导度和蒸腾速率。配制西农1A/Dnal1和Dnal1/中花11杂交组合,利用F1和F2群体进行遗传分析,并利用Dnal1/中花11的F2隐性群体进行基因定位。田间小区种植,设置2个种植密度,株行距分别...