1.水稻黃綠葉突變基因5941ys的功能分析當(dāng)植物受到高光損傷時,為了免受強(qiáng)光的損傷植物形成三道防線的保護(hù)機(jī)制,防線Ⅰ——高光防御,防線Ⅱ——高光保護(hù),防線ⅡⅠ——PSⅡ損傷修復(fù),前兩道防線不能抵御強(qiáng)光的損傷時植物就啟動第三道防線——PSⅡ的修復(fù)。PSⅡ的修復(fù)主要是通過PSⅡ拆卸與組裝來完成。研究參與PSⅡ拆卸與組裝的組分有利于研究光合作用。黃綠葉突變體5941ys是通過EMS誘變獲得,在實(shí)驗(yàn)室前期定位的基礎(chǔ)上,本實(shí)驗(yàn)克隆了該基因并進(jìn)行相關(guān)功能分析,主要的研究結(jié)果如下:（1）表型及農(nóng)藝性狀分析:5941ys整個生育期均為黃綠葉,抽穗期比野生型晚7天;株高、穗長、毎穗著粒數(shù)、結(jié)實(shí)率和千粒重較野生型G46極顯著下降,有效穗數(shù)顯著下降。說明5941ys黃綠葉突變體對農(nóng)藝性狀產(chǎn)生較大影響。（2）光合色素含量的測定:測定苗期和孕穗期5941ys和G46色素含量,結(jié)果顯示:兩個時期5941ys色素含量均明顯低于G46,苗期總?cè)~綠素、葉綠素a、葉綠素b和類胡蘿卜素均極顯著的低于野生型,分別降低了53.2%、55.4%、43.5%和51.7%;孕穗期各成分下降了36.8%、37.5%、33.9%和19... 

【文章來源】：四川農(nóng)業(yè)大學(xué)四川省 211工程院校

【文章頁數(shù)】：70 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

5941ys突變體和野生型在苗期（A）、分蘗期（B）抽穗期（C）的植株表型

21表4突變體5941ys與野生型葉片的光合色素含量Table4Pigmentcontentsinleavesofthe5941ysmutantandwild-type生育期材料總?cè)~綠素葉綠素a葉綠素b類胡蘿卜素苗期G46B(CK)3.65±0.072.96±0.040.69±0.030.60±0.015941ys1.71±0.051.32±0.040.39±0.010.29±0.01ComparedtoCK53.2%**55.4%**43.5%**51.7%**孕穗期G46B(CK)2.99±0.442.40±0.370.59±0.070.56±0.095941ys1.89±0.201.50±0.150.39±0.050.45±0.06ComparedtoCK36.8%*37.5%*33.9%*19.6%*3.3不同溫度和光照處理溫度處理，光照培養(yǎng)箱（80μmolm-2s-1）中，23℃和30℃條件下分別種植突變體和野生型，測定溫度處理后三葉期色素含量（圖6A.B.C）。測定結(jié)果顯示：在23℃處理后突變體的葉綠素、葉綠素a、葉綠素b和類胡蘿卜素較野生型分別下降了46.0%、47.9%、36.7%、27.9%，30℃處理后突變體的葉綠素、葉綠素a、葉綠素b和類胡蘿卜素分別下降了31.8%、34.2%、22.4%、20.9%。光照處理，30℃光照培養(yǎng)箱80μmolm-2s-1（弱光）和成都溫江8月份平均32℃的室外（強(qiáng)光）處理后色素測定結(jié)果顯示：弱光下突變體葉綠素、葉綠素a、葉綠素b和類胡蘿卜素分別下降了31.8%、34.2%、22.4%、20.9%。強(qiáng)光下突變體較野生型葉綠素、葉綠素a、葉綠素b和類胡蘿卜素減少了44.4%、44.8%、43.8%、12.8%。葉綠素含量測定后5941ys在低溫下比正常的30℃下降的多，強(qiáng)光下色素含量比弱光下降多。說明低溫和強(qiáng)光下突變體均呈現(xiàn)黃化的表型。圖5野生型G46B與5941ys突變體在不同溫度處理后的表型。（A）23℃；（B）30℃；（C）NC,自然條件下Fig.5Phenotypesofthe5941ysmutantanditswild-typeparentG46Batdifferenttemperature.(A)23℃.(B)30℃.(C)NC,naturalconditions

23另外，我們還對突變體5941ys和野生型葉綠體的超微結(jié)構(gòu)進(jìn)行觀察，從圖7可以看出，野生型葉綠體具有雙層膜結(jié)構(gòu)以及葉綠體中類囊體排列整齊有序，結(jié)構(gòu)清晰，葉綠體發(fā)育正常（圖7A和B）。突變體的葉綠體雖也具雙層膜但體積比野生型小，葉綠體內(nèi)呈現(xiàn)出絲狀的類囊體結(jié)構(gòu)，沒有明顯的基粒垛疊，基粒的數(shù)目明顯比野生型少，以及觀察到一些泡狀結(jié)構(gòu)（圖7C和D）。表明該突變體中葉綠體發(fā)育受到抑制。圖75941ys突變體及其野生型G46B葉片的透射電子顯微鏡觀察結(jié)果圖A：野生型G46B的葉肉細(xì)胞；B：野生型G46B的葉綠體；C：突變體5941ys的葉肉細(xì)胞；D：突變體5941ys的葉綠體。標(biāo)尺=1μmFig.7Electronmicroscopicanalysisofthemutant5941ysandwild-typeG46BleaveA:MesophyllcellofthewildtypeG46B;B:ChloroplaststructureofthewildtypeG46B;C:Mesophyllcellof5941ysmutant;D:Chloroplaststructureof5941ysmutant.Bar=1μm3.65941ys葉片活性氧的積累在脅迫條件下，葉綠體中有ROS（ReactiveOxygenSpecies）的積累。ROS主要包括H2O2、O2-和1O2。植物葉片中ROS積累可以通過NBT(nitrobluetetrazolium)染色和DAB(Diaminobenzidine)染色檢測。為了檢測突變體5941ys在光照和溫度處理后ROS是否積累。我們用DAB和NBT來檢測H2O2和O2-。用DAB對不同光照和溫度處理后的野生型和突變體染色結(jié)果發(fā)現(xiàn)，5941ys葉片在不同光照條件下均出現(xiàn)不同數(shù)量的褐色斑點(diǎn)，自然條件（強(qiáng)光）下5941ys出現(xiàn)褐色斑點(diǎn)比30℃光照培養(yǎng)箱（弱光）多，而野生型的相同部位并未出現(xiàn)褐色的斑點(diǎn)（圖8B.C）。說明5941ys在不同


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