甘蓝型油菜叶绿素缺失突变体yl1的表型鉴定与遗传分析

为挖掘高光效种质资源,研究来自甲基磺酸乙酯(EMS)诱变的甘蓝型油菜品种宁油18号(NY18)突变体,获得了能够稳定遗传的叶绿素缺失突变体yl1.调查和测定该突变体的农艺性状、光合色素含量和光合作用参数,观察叶绿体超微结构,发现与野生型NY18相比,全生育期里yl1的整株都表现出黄化,经济性状与野生型存在显著差异;苗期...     

OsPPR9 encodes a DYW-type PPR protein that affects editing efficiency of multiple RNA editing sites and is essential for chloroplast development

Photosynthesis occurs mainly in chloroplasts, whose development is regulated by proteins encoded by nuclear genes.Among them, pentapeptide repeat(PPR) proteins participate in organelle RNA editing. Although there are more than 450members of the PPR protein family in rice, only a few affect RNA editing in rice chloroplasts. Gene editing technology has created new rice germplasm and mutants, which could be used for rice breeding and gene function study. This study evaluated the functions of OsPPR9...     

桑叶葡萄叶绿体基因组及其特征分析

桑叶葡萄(Vitis ficifolia)是中国重要的葡萄属野生资源。以桑叶葡萄'九里沟桑4号'为试验材料,利用Illumina HiSeq PE150测序平台完成了其全基因组重测序,并组装了其叶绿体基因组。注释结果表明,桑叶葡萄叶绿体基因组全长160 751 bp,呈典型的四分体结构,其大单拷贝区(large single copy,LSC)、反向重复序列(inverted repeat,IR)和小单拷贝区(small single copy, SSC)的长度分别为88 971、26 355和19 070 bp。注释共得到133个基因,包含88个蛋白编码基因,8个rRNA基因,37个tRNA基因。在桑叶葡萄中共搜索到84个SSR位点,其中单核苷酸、二核苷酸、三核苷酸、四核苷酸和五核苷酸重复基序个数分别为55、8、9、9和3个。用MEGA软件,通过邻接法对包括5个葡萄种类的32个种的叶绿体基因组序列进行聚类分析,结果表明,桑叶葡萄与山葡萄(Vitis amurensis)、欧亚种'黑比诺'(V.vinifera'Pinot Noir')、夏葡萄(V.aestivalis)以及圆叶葡萄(V.rotundifolia)具有较近的亲缘关系。     

甘蔗NAD(P)H脱氢酶复合体O亚基基因克隆及其与甘蔗花叶病毒VPg互作

NAD(P)H脱氢酶(NDH)复合体介导循环电子传递,对于维持叶绿体高效的光合作用具有重要作用。甘蔗(Saccharum spp. hybrid)中NDH复合体应答及参与甘蔗花叶病毒(Sugarcane mosaic virus, SCMV)的侵染尚未见报道。本研究克隆了甘蔗NDH复合体的O亚基,命名为ScNdhO,其开放读码框(open reading frame, ORF)长度为471 bp,编码长度为156 aa的蛋白。生物信息学分析表明,ScNdhO为稳定的亲水性蛋白,不存在信号肽,无跨膜结构域;蛋白二级结构元件多为无规则卷曲,具有典型的NDH复合体O亚基结构域;系统进化树分析表明,该蛋白属于NDH复合体O亚基蛋白家族。实时荧光定量PCR分析发现,ScNdhO基因的表达具有明显的组织特异性,在成熟甘蔗叶片中的表达量最高,在茎中的表达量最低,在根中几乎不表达;ScNdhO基因在SCMV侵染早期上调表达,后期下调表达。亚细胞定位分析表明, ScNdhO定位于叶绿体。酵母双杂交(yeast two hybrid, Y2H)和双分子荧光互补(bimolecular fluorescencecomplementation,BiFC)实验表明,ScNdhO与SCMV-VPg互作。推测ScNdhO被SCMV选择性利用,可能参与SCMV基因组复制及花叶病症状的产生。     

云南蓝果树叶绿体基因组密码子偏好性分析

以云南蓝果树叶绿体基因组为研究对象，采用Codon W 1.4.2等软件，通过分析云南蓝果树叶绿体基因组52个基因密码子的偏好性，探究影响密码子使用偏性形成的主要因素。结果表明:1) Codon W和CUSP软件分析显示密码子第3位碱基GC含量为28.40%，ENC值>45的基因有39个，说明密码子偏好以AT结尾，且存在较弱偏性。2)中性绘图分析显示，GC₁₂与GC₃的相关系数为0.161 2，相关性不显著，说明密码子第1、第2位与第3位碱基组成存在显著差异。3) ENC绘图结合ENC比值频率表显示，大部分基因距离标准曲线较远，说明密码子偏好性主要受选择的影响。4) PR2-plot分析显示密码子第3位碱基使用频率方面，T>A，G>C，说明密码子偏好性受多重因素影响。5) 确定UUG、UCA、GCU、AAU、GAU和GGA为最优密码子。综上所述，云南蓝果树叶绿体基因组密码子的使用主要受选择的影响，受其他如突变等因素的影响较弱。     

烤烟不同成熟期色素含量变化及其与叶绿体超微结构的关系探究

为明确烤烟成熟过程中色素含量变化及其与叶绿体超微结构的关系，以3个烤烟品种为试验材料，针对未熟、适熟和过熟的中部叶叶片，进行了活体叶绿素SPAD值、叶绿素含量、叶绿素酶活性测定，并对叶绿体超微结构进行观察和分析。结果表明：3个烤烟品种中部叶的叶绿素含量、活体叶绿素SPAD值及叶绿素酶活性均随着烟叶成熟过程呈现出下降趋势。随着成熟度的提升，叶绿体结构由完整到破裂，淀粉粒和嗜锇颗粒增多、体积增大，基粒片层由紧凑变为疏松，结构紊乱扭曲，基质片层和基粒片层间的界限明显度也下降，淀粉粒和嗜锇颗粒向着细胞中部游离，叶绿体被膜逐步破损。基粒片层数和片层垛叠数也随着成熟度的加深不断减少。相关分析表明，烤烟成熟期中部叶的色素含量与叶绿体超微结构间存在较强的相关性，这使得从色素、SPAD值判定成熟度有了内在依据，因而能够更好地判定成熟度并在最佳采收期采收。     

Chloroplast DNA variation in the wild potato species, Solanum acaule and S. albicans

The chloroplast DNA of Solanum acaule (109 accessions) and S. albicans (9 accessions) was investigated by restriction endonuclease analysis. Unexpectedly, all the accessions analyzed had C type chloroplast DNA in common. This suggested that S. acaule originated from a species with C type chloroplast DNA. DraI restriction digestion revealed further differentiation of C type chloroplast DNA into 8 types. The DraI polymorphism indicated the province of Salta in Argentina and the nearby regions to be a center of diversity for S. acaule. Surprisingly, S. albicans as well as S. acaule both ssp. acaule and ssp. punae, from Peru were virtually indistinguishable, although by morphology and/or cytology all three taxa are easily distinguished. This revised version was published online in July 2006 with corrections to the Cover Date.     

Chloroplast microsatellite variations in tetraploid alfalfa

Four chloroplast simple sequence repeat (cpSSR) loci were identified in alfalfa (lucerne), Medicago sativa L. The occurrence of allelic variation at these loci was evaluated in 100 plants from 10 populations of tetra‐ploid alfalfa, belonging to four Italian ecotypes and to an Italian (‘Lodi’) and an Egyptian (‘Iside’) variety. Twenty‐four different alleles were identified, four of which were exclusive to the ‘Iside’ variety. The genetic relationship among plants and among populations was analysed by computing an analysis of molecular variance and an unweighted pair group means analysis clustering. This analysis allowed clear separation of the ‘Iside’ variety from Italian germplasm and the recognition of close relationships within the Italian populations. The data presented suggest that cpSSR analysis of tetraploid alfalfa could be used for germplasm polymorphism analysis.     

低温对水稻幼苗叶绿体光化学功能及类囊体膜蛋白水平的影响

 研究了低温胁迫下水稻幼苗叶绿体光合电子传递功能及类囊体膜蛋白水平的变化。4℃低温结合35 μmol/(m2·s)的弱光照处理,使水稻叶绿体全电子链、PSⅡ和PSⅠ的电子传递活性均降低,降低的幅度依次是： 全电子链>PSⅡ>PSⅠ。对类囊体膜蛋白组分进行的SDS-PAGE分析显示, 低温使大部分类囊体膜蛋白特别是PSⅡ功能蛋白的稳态水平降低,这可能是造成叶绿体光化学功能降低的主要原因。进一步对低温影响PSⅡ电子传递活性的机理进行了探讨,所得结果表明,低温下PSⅡ功能受抑的主要原因是其氧化侧的电子供应受阻,而与反应中心受到的伤害关系不大,尽管类囊体膜的SDS-PAGE结果显示PSⅡ的反应中心也受到低温的损伤。     

白叶1号白化过程中叶绿体蛋白质组差异分析

白叶1号是一种温度敏感型白化茶树品种,叶绿体的变化是其产生阶段性白化现象的关键因素。本研究以白叶1号鲜叶叶绿体为研究对象,采用双向电泳、质谱鉴定结合生物信息学分析,研究阶段性白化过程中叶绿体蛋白的表达差异,探讨白叶1号阶段性白化现象的分子机制。结果表明,在白叶1号白化前期、白化期和复绿期叶绿体中分别识别726、748、718个蛋白质,其中差异表达的蛋白59个,质谱成功鉴定22个差异表达蛋白。生物信息学分析表明,差异表达蛋白直接或间接参与了光合作用、应激响应、核酸代谢、物质代谢和未知功能等,其中与光合作用相关的差异表达蛋白最多,占31.82%,表明阶段性白化现象可能与这些生理功能相关。通过荧光定量PCR分析发现,差异蛋白的基因表达与蛋白表达存在一定差异,这可能是由于蛋白质翻译后加工及修饰造成的。上述研究为进一步揭示白叶1号阶段性白化现象产生的分子机制奠定了理论基础。