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

S511.032; [目的]本研究旨在对水稻黄绿叶突变体yellow-green leaf 4(ygl4)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F2分离群体以进行YGL4基因定位,并利用实时定量PCR和亚细胞定位等技术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.温敏性试验表明,ygl...

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Published in南京农业大学学报 Vol. 45; no. 4; pp. 627 - 636
Main Authors 刘忠学, 张渝竣, 刘林, 刘世家, 田云录, 周时荣, 江玲, 万建民, 刘玲珑
Format Journal Article
LanguageChinese
Published 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,江苏 南京210095%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,江苏 南京210095 2022
中国农业科学院作物科学研究所,北京100081
Subjects
黄绿叶突变体
水稻
6,7-二甲基-8-核糖醇基二氧四氢蝶啶合酶
基因定位
表达分析
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ISSN1000-2030
DOI10.7685/jnau.202111044

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Abstract S511.032; [目的]本研究旨在对水稻黄绿叶突变体yellow-green leaf 4(ygl4)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F2分离群体以进行YGL4基因定位,并利用实时定量PCR和亚细胞定位等技术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.温敏性试验表明,ygl4突变体在20℃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1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.实时定量PCR分析表明,在突变体中,叶绿素暗反应阶段参与5-氨基乙酰丙酸(ALA)到原叶绿素酸酯合成过程的基因表达上调.[结论]水稻YGL4编码LS基因,并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.
AbstractList S511.032; [目的]本研究旨在对水稻黄绿叶突变体yellow-green leaf 4(ygl4)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F2分离群体以进行YGL4基因定位,并利用实时定量PCR和亚细胞定位等技术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.温敏性试验表明,ygl4突变体在20℃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1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.实时定量PCR分析表明,在突变体中,叶绿素暗反应阶段参与5-氨基乙酰丙酸(ALA)到原叶绿素酸酯合成过程的基因表达上调.[结论]水稻YGL4编码LS基因,并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.
Author 张渝竣
刘林
刘世家
田云录
刘玲珑
周时荣
刘忠学
江玲
万建民
AuthorAffiliation 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,江苏 南京210095%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,江苏 南京210095;中国农业科学院作物科学研究所,北京100081
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JIANG Ling
LIU Linglong
ZHOU Shirong
WAN Jianmin
LIU Zhongxue
TIAN Yunlu
ZHANG Yujun
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Issue 4
Keywords 黄绿叶突变体
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中国农业科学院作物科学研究所,北京100081
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