水稻黄化苗基因CS3的图位克隆与功能分析

发布时间：2021-07-10 03:22

　　光合作用是高等植物重要的生物过程之一,为植物提供能量并制造出氧气。叶绿体是光合作用的场所,其中的光合色素则在光合作用过程中发挥着重要作用。由于基因突变导致的叶绿体发育异常或光合色素积累异常往往会使植物叶片颜色发生改变,形成叶色突变体,这类突变体是研究叶绿素合成、叶绿素降解和叶绿体发育的理想材料。通过EMS诱变,我们筛选到了一个粳稻“嘉禾212”背景的叶色突变体,命名为cs3（chlorotic seedling 3）。之后,我们对其进行表型分析、图位克隆和基因功能分析等相关研究,所得主要结果如下:1.突变体cs3自萌发开始,整个植株出现黄化表型,且生长一段时间后,表面出现红褐色坏死斑,之后植株慢慢干枯,死亡。光合色素含量分析发现,突变体cs3植株除了在5 DAG时期能检测到少量叶绿素a外,其余检测时期均检测不到叶绿素a和叶绿素b,同时类胡萝卜素含量极显著下降。2.透射电镜观察发现,突变体cs3叶片中叶绿体发育异常,质体小球大量积累,同时有降解的现象。DAB染色和过氧化氢含量检测结果显示,突变体叶片中存在过氧化氢积累。3.相关基因的表达水平检测结果显示,突变体cs3中叶绿素合成相关基因表... 

【文章来源】：中国农业科学院北京市

【文章页数】：89 页

【学位级别】：博士

【部分图文】：

叶绿素a（左）和叶绿素b（右）的结构(Rüdiger,2002)

图1.2 Ycf54蛋白编码基因突变体表型(Hollingshead et al., 2012; Albus et al., 2012)Fig. 1.2 The phenotype of ycf54 mutantA，低光照条件下，集胞藻野生型与ycf54突变菌株培养物的表型（OD750= 0.45）；B，烟草LCAA反义植株与野型植株表型。A, Visual comparison of WT and ycf54 mutant cultures of Synechocystis PCC 6803 under low light conditions to a cdensity of OD750= 0.45; B, Growth phenotypes of tobacco WT and the four LCAA antisense lines in the order of increasi

3.1 cs3 突变体的表型鉴定水稻cs3突变体是粳稻“嘉禾212”通过EMS诱变得来。突变体在种子萌发之后即表现出黄化表型，且随着植株生长，突变体幼苗并没有转绿的现象，始终处于黄化状态（图3.1 A-C）。除此之外，当突变体幼苗生长至2叶期时，植株的叶尖及叶鞘上开始出现红褐色的坏死斑（图3.1D-F），之后坏死斑的数量逐渐增加。红褐色坏死斑出现后，相比于野生型植株幼苗，突变体植株幼苗的生长开始迟缓甚至停滞，随后整个植株开始慢慢枯萎，死亡。由于突变体植株在幼苗时期便不能存活，且整个幼苗时期均呈现黄化表型，因而将该突变体命名为cs3（chlorotic seedling 3）。图 3.1 野生型和cs3突变体植株的表型特征Fig. 3.1 Phenotypic characteristics of the WT and cs3 mutant plants植株在2DAG时期（A）、4DAG时期（B）、7DAG时期（C）和10DAG时期（D）的表型。E和F图分别为cs3突变体叶尖和叶鞘放大图。比例尺为1cm。DAG，萌发后天数。Plant phenotypes at 2 DAG (A)

【参考文献】：
期刊论文
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本文编号：3275082