【摘要】：葉色是大白菜最重要的農(nóng)藝性狀之一,對(duì)其產(chǎn)量和品質(zhì)等方面產(chǎn)生重要影響。葉色突變體是植物葉色研究中的優(yōu)良材料,不僅在生產(chǎn)實(shí)踐中有著廣泛的應(yīng)用,而且對(duì)于探究植物的光合機(jī)理、葉綠素生物合成、葉綠體發(fā)育和結(jié)構(gòu)功能以及基因功能等方面的研究具有重要的研究?jī)r(jià)值。本研究以大白菜DH系‘FT’種子為誘變材料,采用EMS誘變處理后,在后代自交群體內(nèi)純化得到1個(gè)穩(wěn)定的黃化突變體,命名lcm3,對(duì)該突變體光合生理、突變基因進(jìn)行了初步研究。主要研究結(jié)果如下:1.突變體lcm3自苗期表現(xiàn)為全生育期的整株黃化,其突變性狀不受外界環(huán)境因子的影響,同時(shí)突變體的莖稈、花蕾、角果均出現(xiàn)不同程度黃化現(xiàn)象,黃化表型穩(wěn)定。相對(duì)野生型,突變體生長(zhǎng)較弱。2.光合特性分析表明,lcm3的Chla、Chlb、Car、Pn、Gs、E以及各項(xiàng)熒光參數(shù)均比野生型‘FT’低,其中Chlb含量的降低幅度大于其它光合色素。而Ci和NPQ值則顯著高于野生型‘FT’。突變體lcm3的葉綠體形狀不規(guī)則,類囊體維持為單個(gè)的原片層體,無明顯基粒結(jié)構(gòu)存在,而野生型‘FT’的葉綠體呈規(guī)則的橢圓形,發(fā)育良好,類囊體堆積緊密,具有明顯的基粒結(jié)構(gòu)。因此推測(cè),lcm3為總?cè)~綠素缺乏型突變體,其光合色素含量的降低導(dǎo)致植株的光合能力下降,從而導(dǎo)致了植株的葉片黃化。3.遺傳分析表明,lcm3的黃化表型是由單隱性核基因控制,命名lcm3。利用突變體lcm3與野生型‘FT’為親本構(gòu)建F_2分離群體,采用改良的MutMap方法,對(duì)分離群體隱性純合單株混池、野生型和突變體進(jìn)行深度測(cè)序后分析注釋,將lcm3定位于A01染色體上的BraA01001067基因,該基因編碼鎂螯合酶I亞基(ChlI-1),其突變位點(diǎn)在野生型上為G,在突變體中為A,密碼子由TGG變?yōu)門GA,導(dǎo)致其編碼的氨基酸由色氨酸變?yōu)榻K止子,翻譯提前終止,直接影響了鎂螯合酶的合成。4.葉片轉(zhuǎn)錄組分析表明,在鑒定出的647個(gè)DEGs中有28個(gè)DEGs與葉綠素合成代謝和光合作用相關(guān),其中,突變基因BraA01001067的表達(dá)量顯著下調(diào),log_2值約為-4.7。該基因參與顯著富集的GO terms中外部封裝結(jié)構(gòu)和次生代謝過程,參與顯著富集的KEGG Pathway中的次生代謝產(chǎn)物的生物合成、代謝途徑以及卟啉和葉綠素代謝。以上研究對(duì)今后揭示大白菜葉色形成機(jī)制及培育高光效品種奠定了基礎(chǔ)。
【學(xué)位授予單位】：沈陽農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：S634.1
【圖文】：

沈陽農(nóng)業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文7圖1-1 被子植物葉綠素合成途徑示意圖（張琨，2017）Fig. 1-1 Diagram of chlorophyll synthesis pathway in angiosperms（Zhang Kun，2017）表 1-1 參與葉綠素生物合成的酶及編碼基因在擬南芥中的注釋及其同源基因Table 1-1. Annotation and homologous genes of enzymes involved in chlorophyll biosynthesis andencoding in Arabidopsis thaliana反應(yīng)步驟step酶Enzyme基因名稱Gene name擬南芥基因注釋Annotation forA. thaliana同源基因Orthologousgenes in B. rapa1谷氨酰-tRNA 還原酶Glutamy

在植物細(xì)胞質(zhì)體中，四吡咯是血紅素和葉綠素生物合成的共同前體和骨架結(jié)構(gòu)，其生物合成過程如圖 1-2 所示。圖1-2 四吡咯生物合成示意圖（Terry and Kendrick, 1999）Fig. 1-2 Diagram of tetrapyrrole biosynthesis (Terry and Kendrick, 1999)

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1 侯愛琳;大白菜葉片黃化突變基因lcm3的克隆與鑒定[D];沈陽農(nóng)業(yè)大學(xué);2018年

本文編號(hào)：2730575