[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.

水稻;黄绿叶突变体;基因定位;6;7-二甲基-8-核糖醇基二氧四氢蝶啶合酶;表达分析

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

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

南京农业大学学报

[1]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-.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)[J].南京农业大学学报,2022(04):627-636

ygl4,YGL4,Os04g42000

水稻,黄绿叶突变体,yellow,green,leaf,表型鉴定,候选基因,基因定位,功能分析,表型分析,稻叶,叶绿体发育,育分,粳稻品种,化学诱变,突变体库,籼稻,N22,F2,分离群体,实时定量,亚细胞定位,野生型,幼苗,叶龄,下旬,移栽,大田,白化,突变性,全生育期,温敏性,黄化,透射电镜,电镜观察,叶片细胞,细胞结构,双膜,膜囊泡,LOC,基因编码,核黄素,合成途径,关键酶,二甲基,核糖,糖醇,蝶啶,LS,叶色表型,定位结果,叶绿素,暗反应,乙酰丙酸,ALA,酯合成,合成过程,植物体,表达分析

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