淡黃葉水稻葉綠素合成的分子機制研究.pdf

1、植物葉色的多態(tài)性被廣泛應(yīng)用于園林美化。近來利用種植不同葉色的水稻所組成的田間圖畫也成為了觀光農(nóng)業(yè)的熱點之一。利用葉色標(biāo)記可作為雜交水稻不育系的標(biāo)記性狀運用于雜交制種是目前雜交水稻育種的一個重要方向，其意義在于在雜交制種生產(chǎn)中，根據(jù)幼苗期葉色在秧田除去非不育系的混雜株，在制種田插秧后，根據(jù)葉色在苗期去除前一季落粒谷長出的苗，省去了到抽穗開花期不育系大田除雜的繁重勞動，同時可提高雜交種子純度。本實驗室育成的水稻淡黃葉不育系KT27S是湖南省

2、審定的第一個葉色標(biāo)記溫敏不育系。前期研究表明，該不育系生長正常，在強光照條件下具有比正常綠色葉水稻更高的光合速率，沒有光飽點和“午休現(xiàn)象”，其淡黃葉性狀是由于葉綠素含量比正常葉色水稻降低50％所致。但有關(guān)淡黃葉不育系葉綠素含量降低的分子機制還沒有揭示。
　　本論文以H628S為對照，以淡黃葉KT27S為材料，研究淡黃葉葉綠素含量降低的生化機制及其相關(guān)的基因，旨在揭示淡黃葉性狀的分子機理，促進對該性狀的應(yīng)用。主要結(jié)果如下:
　

3、　1.通過對葉綠素合成途徑各前體物質(zhì)含量比較分析發(fā)現(xiàn)，淡黃葉的原卟啉Ⅸ(ProtoⅨ)含量比正常葉色對照高，而鎂原卟啉(Mg-Proto)含量顯著比對照低，隨后合成的Pchlide、Chla、Chl b都低于對照。該研究結(jié)果表明，影響淡黃葉水稻葉綠素合成減少的關(guān)鍵酶是將原卟啉Ⅸ轉(zhuǎn)變?yōu)殒V原卟啉的鎂離子螯合酶。
　　2.通過淡黃葉KT27S與和野生型H628S的鎂離子螯合酶的活性比較，淡黃葉KT27S鎂離子螯合酶活性比對照低5.65倍

4、。
　　3.鎂離子螯合酶由D、I、H三亞基組成，通過對3個亞基序列基因克隆并測序得知，淡黃葉鎂離子螯合酶D亞基基因序列的第1883位由胸腺嘧啶T突變?yōu)榘奏，氨基酸L628突變?yōu)镾628。并通過預(yù)測比對鎂離子螯合酶D亞基二級結(jié)構(gòu)，發(fā)現(xiàn)其中α-螺旋(Helices)、β-折疊（Strands）以及無規(guī)卷曲(Coils)的數(shù)值均存在差異，鎂離子螯合酶D亞基突變位點的二級結(jié)構(gòu)構(gòu)象存在著明顯變化。該構(gòu)象變化可能是導(dǎo)致鎂離子螯合酶催化原卟