水稻黄绿叶突变基因5941YS的功能分析及早衰突变体Pls8255的遗传鉴定

发布时间：2021-03-06 08:58

　　1.水稻黄绿叶突变基因5941ys的功能分析当植物受到高光损伤时,为了免受强光的损伤植物形成三道防线的保护机制,防线Ⅰ——高光防御,防线Ⅱ——高光保护,防线ⅡⅠ——PSⅡ损伤修复,前两道防线不能抵御强光的损伤时植物就启动第三道防线——PSⅡ的修复。PSⅡ的修复主要是通过PSⅡ拆卸与组装来完成。研究参与PSⅡ拆卸与组装的组分有利于研究光合作用。黄绿叶突变体5941ys是通过EMS诱变获得,在实验室前期定位的基础上,本实验克隆了该基因并进行相关功能分析,主要的研究结果如下:（1）表型及农艺性状分析:5941ys整个生育期均为黄绿叶,抽穗期比野生型晚7天;株高、穗长、毎穗着粒数、结实率和千粒重较野生型G46极显著下降,有效穗数显著下降。说明5941ys黄绿叶突变体对农艺性状产生较大影响。（2）光合色素含量的测定:测定苗期和孕穗期5941ys和G46色素含量,结果显示:两个时期5941ys色素含量均明显低于G46,苗期总叶绿素、叶绿素a、叶绿素b和类胡萝卜素均极显著的低于野生型,分别降低了53.2%、55.4%、43.5%和51.7%;孕穗期各成分下降了36.8%、37.5%、33.9%和19... 

【文章来源】：四川农业大学四川省 211工程院校

【文章页数】：70 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

5941ys突变体和野生型在苗期（A）、分蘖期（B）抽穗期（C）的植株表型

21表4突变体5941ys与野生型叶片的光合色素含量Table4Pigmentcontentsinleavesofthe5941ysmutantandwild-type生育期材料总叶绿素叶绿素a叶绿素b类胡萝卜素苗期G46B(CK)3.65±0.072.96±0.040.69±0.030.60±0.015941ys1.71±0.051.32±0.040.39±0.010.29±0.01ComparedtoCK53.2%**55.4%**43.5%**51.7%**孕穗期G46B(CK)2.99±0.442.40±0.370.59±0.070.56±0.095941ys1.89±0.201.50±0.150.39±0.050.45±0.06ComparedtoCK36.8%*37.5%*33.9%*19.6%*3.3不同温度和光照处理温度处理，光照培养箱（80μmolm-2s-1）中，23℃和30℃条件下分别种植突变体和野生型，测定温度处理后三叶期色素含量（图6A.B.C）。测定结果显示：在23℃处理后突变体的叶绿素、叶绿素a、叶绿素b和类胡萝卜素较野生型分别下降了46.0%、47.9%、36.7%、27.9%，30℃处理后突变体的叶绿素、叶绿素a、叶绿素b和类胡萝卜素分别下降了31.8%、34.2%、22.4%、20.9%。光照处理，30℃光照培养箱80μmolm-2s-1（弱光）和成都温江8月份平均32℃的室外（强光）处理后色素测定结果显示：弱光下突变体叶绿素、叶绿素a、叶绿素b和类胡萝卜素分别下降了31.8%、34.2%、22.4%、20.9%。强光下突变体较野生型叶绿素、叶绿素a、叶绿素b和类胡萝卜素减少了44.4%、44.8%、43.8%、12.8%。叶绿素含量测定后5941ys在低温下比正常的30℃下降的多，强光下色素含量比弱光下降多。说明低温和强光下突变体均呈现黄化的表型。图5野生型G46B与5941ys突变体在不同温度处理后的表型。（A）23℃；（B）30℃；（C）NC,自然条件下Fig.5Phenotypesofthe5941ysmutantanditswild-typeparentG46Batdifferenttemperature.(A)23℃.(B)30℃.(C)NC,naturalconditions

23另外，我们还对突变体5941ys和野生型叶绿体的超微结构进行观察，从图7可以看出，野生型叶绿体具有双层膜结构以及叶绿体中类囊体排列整齐有序，结构清晰，叶绿体发育正常（图7A和B）。突变体的叶绿体虽也具双层膜但体积比野生型小，叶绿体内呈现出丝状的类囊体结构，没有明显的基粒垛叠，基粒的数目明显比野生型少，以及观察到一些泡状结构（图7C和D）。表明该突变体中叶绿体发育受到抑制。图75941ys突变体及其野生型G46B叶片的透射电子显微镜观察结果图A：野生型G46B的叶肉细胞；B：野生型G46B的叶绿体；C：突变体5941ys的叶肉细胞；D：突变体5941ys的叶绿体。标尺=1μmFig.7Electronmicroscopicanalysisofthemutant5941ysandwild-typeG46BleaveA:MesophyllcellofthewildtypeG46B;B:ChloroplaststructureofthewildtypeG46B;C:Mesophyllcellof5941ysmutant;D:Chloroplaststructureof5941ysmutant.Bar=1μm3.65941ys叶片活性氧的积累在胁迫条件下，叶绿体中有ROS（ReactiveOxygenSpecies）的积累。ROS主要包括H2O2、O2-和1O2。植物叶片中ROS积累可以通过NBT(nitrobluetetrazolium)染色和DAB(Diaminobenzidine)染色检测。为了检测突变体5941ys在光照和温度处理后ROS是否积累。我们用DAB和NBT来检测H2O2和O2-。用DAB对不同光照和温度处理后的野生型和突变体染色结果发现，5941ys叶片在不同光照条件下均出现不同数量的褐色斑点，自然条件（强光）下5941ys出现褐色斑点比30℃光照培养箱（弱光）多，而野生型的相同部位并未出现褐色的斑点（图8B.C）。说明5941ys在不同


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