两个水稻叶色突变体的光合特性研究

以恢复系缙恢10号为对照,对它的两个叶色突变体ygl5和pygl1在孕穗期的光合、荧光特性和叶绿体超微结构进行了研究。结果表明,两个突变体叶绿体内基粒数量明显少于对照,叶绿素含量也大幅下降,其中ygl5表现为叶绿素总体缺乏,pygl1表现为叶绿素b严重缺乏;ygl5和pygl1的P_n、光饱和点、光补偿点、暗呼吸速率、表观量子效率和羧化效率都显著高于对照,而CO₂饱和点、CO₂补偿点和光呼吸速率则低于对照;其F_v/F_m、Φ_PSII和q_P均显著高于对照,表明突变体ygl5和pygl1具有较高的光能捕获效率和转换效率。     

哈密瓜叶色黄绿突变体Cmygl-1的高光合生理特性分析

叶色突变体是研究植物光合系统的结构和功能、叶绿素生物合成及其调控机制的理想材料.为了探究哈密瓜叶色黄绿突变体Cmygl-1的光合生理特性,以突变体、野生型近等基因系及F2遗传群体为试材,对叶色表型、农艺性状指标分别进行调查统计,并采用分光光度计法和试剂盒法分别测定叶绿素含量和酶活性,利用LI-6400光合仪和透射电镜分...     

一个新的水稻细条纹叶色突变体特性分析和基因克隆

叶色突变体作为一种易于观察的性状突变,是开展光合系统的结构和功能、叶绿素生物合成及其调控机制研究的理想材料。本研究以水稻T-DNA插入细条纹叶色突变体为研究材料,通过叶片的形态鉴定、石蜡切片、叶绿素和光合速率测定,分析突变体的表型和光合特性;采用TAIL-PCR技术,定位和克隆该突变基因。结果表明:突变体苗期幼叶上呈现间断的白色细条纹,而叶鞘、叶脉表现正常,三叶期后至分蘖期叶片逐渐转绿;突变体叶色对温度变化敏感;是国内外尚未报道的一种新型水稻细条纹叶色突变体。根据T-DNA插入标签,确定突变候选基因位于第7染色体上,并对候选基因进行了克隆已获得部分cDNA序列,暂命名为fs3(t)。     

水稻叶色突变体研究进展

光合作用是水稻生长发育的生理基础,叶片是水稻进行光能转化的主要组织,水稻叶色突变在一定程度上间接影响水稻产量。创制水稻新的叶色突变体,解析其基因突变的分子机制对水稻的功能基因组学研究和杂交水稻育种具有重要意义。本研究从已定位和克隆的部分叶色基因综述了水稻叶色突变体分类、产生、基因突变的分子机制(包括叶绿素合成与代谢途径,叶绿体发育途径以及其他途径)、水稻叶色突变体的应用与展望,并归纳了部分叶色基因在突变体中的表达情况,将有助于研究水稻光合作用途径和机制。     

水稻叶色突变体及其基因定位和克隆的研究进展

叶色突变是水稻中较常见的一种突变类型,在水稻功能基因组研究、植物光合作用的生理生化机制研究和遗传育种应用等方面具有无可替代的价值。本文综述了近年来有关水稻叶色突变的类型及来源、遗传机理、应用前景等,着重介绍水稻叶色突变相关基因的定位与克隆研究进展。     

水稻淡黄叶突变体-标810S叶色标记的应用研究

对水稻淡黄叶自然突变体安农标810S的SPAD值（叶绿素含量）及叶色标记在生产中的应用进行了研究,结果表明．突变体的SPAD值在整个生育阶段,与对照相比存在极显著差异．而安农标810S的杂交后代与安农810S及恢复系之间,全生育期SPAD值没有显著差异。由于安农标810S淡黄叶标记性状明显．且全生育期稳定表达．在杂交水稻生产田和不育系繁殖田．利用淡黄叶标记进行去杂．效果非常显著。以淡黄叶色标记为识别手段．可以,陕速准确地鉴定杂交种纯度以及不育系纯度,从而确保生产用种安全．     

水稻生育后期叶片早衰突变体的光合特性与叶绿体超微结构观察

以旗叶早衰的水稻突变体(psf)与其野生型对照(浙恢7954)为材料,对两者在水稻抽穗开花后旗叶衰老过程中的光合速率、叶绿素荧光和叶绿体超微结构比较分析表明,旗叶早衰突变后的每穗实粒数、结实率、千粒重和单株产量均不同程度降低,以对每穗实粒数和结实率的影响程度最明显; 在水稻灌浆期间,psf旗叶的叶绿素含量、叶绿素a/b值、净光合速率(P_n)、PSII潜在活性(F_v/F_o)和最大光化学效率(F_v/F_m)均比其野生型对照明显降低,且随着抽穗开花后天数的推移,供试材料间的差异幅度呈逐渐拉大趋势; psf叶肉细胞中的叶绿体排列、形态大小及其类囊体结构在水稻抽穗开花期基本正常,但随着叶片衰老过程的推进,psf叶肉细胞中的叶绿体相继会出现沿细胞壁周缘化、外部形态缩皱变形、嗜锇颗粒增多变大、类囊体膜系统退化、片层结构完全解体等变化。其中,叶绿体沿叶肉细胞壁排列的周缘化与外形结构的球状化表现,与叶绿体类囊体膜系统损伤和开始降解之前的净光合速率(P_n)下降有关,而由类囊体膜系统受损所带来的F_v/F_m和F_v/F_o下降过程,则相对滞后于P_n和叶绿素含量下降的起始时间。     

小白菜(Brassica chinensis L.)黄苗突变体的叶绿素荧光特性栽

叶片失绿(黄化)突变体是研究高等植物叶绿素合成、叶绿体遗传和发育的好材料.用这种突变产生的叶色变异作为形态标记在生产上有广泛用途.目前已在玉米、小麦、水稻、大麦、大豆、白菜、油菜、棉花等多种作物中发现或利用诱变技术创造了一些这样的突变体,并分别对其遗传特点、超微结构、叶片蛋白、光合生理等进行了研究.在光合     

甘蓝型油菜黄化突变体的光合特性及叶绿素荧光参数分析

调查油菜自发黄化突变体(NY)、野生型(NG)及其正反交后代材料(F₁和rF₁)的光合色素含量、光合特性、叶绿素荧光参数及农艺性状,分析五叶期各参数的变化规律。表明,突变体叶绿素a、叶绿素b、类胡萝卜素和总叶绿素均大幅减少,其中叶绿素b减幅最大;净光合速率显著降低,胞间CO₂浓度升高,但气孔导度与野生型等相当,表明光合速率不受气孔限制;光补偿点和光饱和点升高,暗呼吸速率与野生型等相当,表观量子效率和光补偿点处量子效率显著降低;CO₂补偿点、光呼吸速率和羧化效率均显著降低,CO₂饱和点则显著升高;突变体的荧光参数,包括F_o、F_m、F_v/F_m、F_v'/F_m'、Φ_PSII、q_p、NPQ和ETR均显著降低,说明光合色素含量降低导致PSII反应中心捕光能力弱和光化学转化效率低,使叶片光合速率降低。突变体的黄化持续时间较长,对生长发育产生影响较大,单株籽粒产量只有野生型的57.09%,但与正常材料组配F₁的光合特性和农艺性状均能恢复到正常水平。     

水稻低叶绿素b突变体光系统Ⅱ的热稳定性

通过测定不同温度处理后水稻低叶绿素b突变体及其野生型(镇恢249)叶绿素荧光参数和快速荧光诱导动力学曲线的变化,研究了低叶绿素b对突变体光系统Ⅱ热稳定性的影响。结果表明,突变体荧光参数F_o快速升高的温度拐点(43℃)比野生型(46℃)低3℃。升温到40℃以上,两者多相荧光曲线开始出现明显的K点,说明高温伤害了放氧复合体(OEC),且突变体受伤害的程度大于野生型。同时,高温引发PSⅡ反应中心失活。总之,低叶绿素b突变体对高温更敏感,PSⅡ捕光色素蛋白复合体(LHCⅡ)中叶绿素b减少可能降低了PSⅡ结构与功能的热稳定性。     

水稻突变体的创制

为功能基因组学研究提供较好的基础材料,利用0.75%甲基磺酸乙酯溶液和γ射线双重诱变处理‘晋恢21’M1、‘中花11’、LR001种子进行研究。结果表明,经过M2筛选,获得716份叶、茎、穗、粒等性状变异的突变体,突变频率较高,达1.79%,还获得一些如不分蘖、多分蘖、白化苗、mini-plant、稀粒、花器官等极具研究价值的突变类型。双重诱变可以获得各种类型的突变体,所有的突变类型在3种材料中均有出现,说明该技术可为功能基因组研究提供大量的实物材料。     

水稻斑点叶突变体spl21的鉴定与基因定位

通过双环氧丁烷(diepoxybutane)诱变籼稻品种IR64获得一个稳定遗传的红褐色斑点叶突变体spl21(spotted-leaf 21)。大田条件下,突变体播种后约2周叶片上开始出现红褐色斑点,随后部分斑点融合,从叶尖开始发黄枯萎,并沿叶片两侧边缘向下扩散,严重时叶片大部分或整体枯死。突变体spl21与野生型IR64相比,其株高、穗长、有效穗数、实粒数、结实率和千粒重等农艺性状均显著降低。组织化学分析表明,叶片斑点处及周围有H2O2沉积。突变还导致叶绿素a、叶绿素b和类胡萝卜素含量极显著降低,叶片光合能力明显下降;此外,突变体中CAT、SOD、APX和可溶性蛋白含量均极显著降低,POD活性则极显著升高。遗传分析表明,突变体表型受1对隐性核基因控制。通过图位克隆法最终将该基因定位于第12染色体长臂下端介于In Del-8和RM28746之间约87 kb的区段内,暂名spl21(t),本研究为该基因的克隆与功能研究奠定了基础。     

水稻类病斑突变体spl34的鉴定与基因精细定位

利用化学诱变剂EMS处理籼型水稻恢复系“缙恢10号”, 从其后代中筛选到1个遗传稳定的类病斑突变体spl34。该突变体于分蘖后期在下部叶片的叶鞘上开始出现褐色的类病斑, 随后沿着中脉扩散至整个叶片, 成熟期扩散至整个植株。相比于野生型, 该突变体的株高显著变矮, 穗长显著变短, 穗粒数、结实率和千粒重极显著降低。遮光试验和组织化学分析表明, 突变体类病斑的形成受光诱导, 在类病斑形成部位发生大量过氧化氢沉积和细胞程序性死亡。荧光显微镜观察发现, 在紫外光照射下突变体产生的荧光较野生型弱。与野生型相比, 突变体spl34的H₂O₂和O₂^-含量较高, 而CAT、POD和T-SOD等保护酶的活性显著降低; 稻瘟病抗性无明显差异或略显降低。遗传分析表明, 突变体spl34的表型受1对隐性核基因控制。基因定位结果表明, 该基因定位于第4染色体的LR49和LR52两个分子标记之间, 物理距离为200 kb。测序分析发现该区间内的候选基因LOC_Os04g56480的第3449位碱基发生突变(G3449T), 导致色氨酸替换为半胱氨酸。qRT-PCR结果表明该基因在突变体内表达量降低, 而部分病程相关基因的表达量则升高。     

芝麻黄化突变体YL1的叶片解剖学及光合特性

表型性状标记在作物遗传育种中具有重要的应用价值。在芝麻地方种质"庙前芝麻"中发现了能够稳定遗传的黄化突变体YL1,对该突变体的叶片解剖特征、光合特性及农艺性状的比较分析表明,突变体YL1黄化心叶和平展叶在各个发育时期的叶绿体结构均与同时期野生型存在明显差异,下表皮气孔保卫细胞数是正常叶的2倍左右。YL1的叶绿素a、总叶绿素、类胡萝卜素含量均只有同时期正常含量的30%~40%,叶绿素b含量只有正常叶的20%;光合速率在初花期及以前均显著低于同期正常叶,但到终花期与正常叶相当;YL1的生育期和初花期显著推迟,株高和单株蒴果数明显降低,每蒴粒数和千粒重略微降低。显微观察表明,YL1的叶绿体形态结构发育不规则,基粒和基粒片层数目明显少于野生型,使得叶绿素含量过低,属于叶绿体发育异常导致的叶绿素缺少型突变体。     

水稻叶鞘相关性状的遗传分析

本研究以典型釉粳交(春江06/台中本地1号)的F1代花药加倍的DH群体为材料,系统考察了DH群体及其双亲在抽穗期的叶鞘长、叶鞘重、叶鞘厚等性状上的分布情况.结果表明,叶鞘长度的遗传力较高,受环境的影响相对较小,叶鞘长与叶鞘厚及叶鞘干重间大多呈极显著的正相关.QTL分析共检测到31个与叶鞘有关的QTL,分布于水稻第1、第...     

水稻斑马叶突变体zebra1349的表型鉴定及基因精细定位

从恢复系育种材料[R128//(R318/R1025)F1]F6中获得一个新的斑马叶突变体zebra1349,突变体秧苗期如果不移栽,与野生型一样表现绿色,移栽后5 d新抽出的叶片包括叶鞘会呈现出与叶脉垂直的黄绿相间的条纹,移栽后30 d抽出的叶片又表现正常绿色,成熟期主要农艺性状与野生型无明显差异。与野生型相比,突变体六叶期斑马叶黄区部位的总叶绿素、叶绿素a、叶绿素b和类胡萝卜素的含量分别下降了55.86%、61.02%、39.34%和47.03%。透射电镜(TEM)观察表明,突变体斑马叶绿区部位叶绿体发育正常;黄区部位叶肉细胞中叶绿体结构异常,类囊体膜退化和分解严重,类囊体基粒片层数量明显减少,片层间距拉大,排列疏松。对zebra1349与正常叶色品种杂交F1、F2代的遗传分析表明该性状受1对隐性核基因调控。利用1192株zebra1349/02428 F2隐性定位群体,最终把ZEBRA1349基因定位在水稻第12染色体In Del标记indel39和indel44之间,其遗传距离分别为0.04 c M和0.17 c M,根据日本晴基因组序列推测,两标记之间的物理距离约为89 kb。本研究为ZEBRA1349基因的图位克隆和功能研究以及分子标记辅助育种奠定了基础。     

两系杂交稻PA64S/E32生育后期的光抑制和光合产物分配

以两系杂交稻PA64S/E32和汕优63为材料，在自然条件下测定叶绿素荧光参数和同化产物分配等关键指标。在中午（高光高温）和叶衰老过程中，PA64S/E32的叶绿素、蛋白质含量、PSⅡ原初光化学效率（Fv/Fm）、量子产量（φPSⅡ）和光化学猝灭系数（qP）的降低较少；非光化学猝灭系数（qN）增加较少。表明在自然条件下，两系杂交稻PA64S/E32吸收的光能能较多的转化为化学能，通过热耗散的能量较少，表现耐光抑制。通过用同位素14C对光合同化产物运转分配进行研究，发现两系杂交稻PA64S/E32光合同化产物向穗部的运转速率和分配比率均较高，表明其具有较好的源库协调性。上述有关光合和同化产物的分配特点可能是两系超级稻高产的生理基础。     

Rl(t)卷叶基因在杂交水稻中的遗传表达及效应研究

以Rl(t)卷叶基因的一对近等基因系卷叶珍汕97B、珍汕97B为母本, 分别与明恢63、盐恢559杂交, 研究Rl(t)卷叶基因在杂交稻中的遗传表达及效应. 结果表明: (1) 开花期, 相同叶位间, Rl(t)卷叶组合的叶片卷曲度极显著大于其对应组合; 不同叶位间, 卷曲度均以倒1叶最大, 倒2叶次之, 倒3叶最小. 相同叶位的叶基角, 卷叶组合小于对