白菜(Brassica rapa ssp.pekinensis)是东亚地区重要的蔬菜作物。白菜叶片既是该作物的主要食用器官,也是其主要的光合器官。叶色突变体是研究植物光合色素代谢、细胞核-细胞质互作的重要资源。在白菜DH系(编号136)的自交繁殖后代中,鉴别出1份叶片黄化突变体(编号M136)。本文分析了黄化突变体和野生型的光合生理、叶绿体超微结构,初步定位了黄化突变基因,并分析了野生型和突变体M136的叶片转录组差异。具体探究结果如下:1.经鉴定,M136是一个苗期黄化突变体,子叶为正常绿色,幼嫩真叶为金黄色,随着叶片生长,叶片逐渐返绿。待商品成熟时,整株叶片完全变为绿色。2.检测发现,M136黄叶总叶绿素含量显著低于野生型,返绿后两者差异不显著,最终野生型和突变体商品干重无显著性差异。M136黄叶净光合速率显著低于野生型136,返绿后两者差异不显著。叶绿素荧光参数分析突变体M136叶绿素传递电子能力较弱,同时,其叶绿体存在缺陷,看不到完整类囊体结构,返绿后叶绿体功能正常,形态略小。3.遗传分析表明,M136叶片黄化性状由单隐性核基因(lcm136)控制。利用大白菜DH系FT(叶片为正常绿色)和M136构建F2分离群体,利用第二代测序技术对FT、M136、F2分离群体显性池(BG)和隐性池(BW)进行深度测序,将黄化基因定位在A06染色体上的6081599bp-6914748bp范围内。4.利用第二代测序技术分析了 M136和野生型136幼嫩真叶,以及返绿后M136和136等四个叶片样品的转录组。M136黄化叶片和野生型叶片之间存在759个基因差异表达,其中419个上调表达,340个下调表达。以返绿阶段的突变体M136和野生型136进行差异基因比对时,存在4375个基因有差异表达,其中1774个上调表达,2601个下调表达。研究基因功能,对发现的差异基因进行GO分析,黄化状态的M136与野生型136相比,存在显著差异基因745个,被显著富集的terms共有50条;返绿之后的黄化突变体M136与野生型136相比,存在显著差异基因4307个,被显著富集的terms共有50条。KEGG分析中,黄化状态的M136与野生型136相比,存在显著差异基因411个,显著富集pathway有11条;返绿之后的突变体M136与野生型136相比,存在显著差异基因2556个,显著富集pathway有9条。