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1.水稻黄绿叶突变基因5941ys的功能分析当植物受到高光损伤时,为了免受强光的损伤植物形成三道防线的保护机制,防线Ⅰ——高光防御,防线Ⅱ——高光保护,防线ⅡⅠ——PSⅡ损伤修复,前两道防线不能抵御强光的损伤时植物就启动第三道防线——PSⅡ的修复。PSⅡ的修复主要是通过PSⅡ拆卸与组装来完成。研究参与PSⅡ拆卸与组装的组分有利于研究光合作用。黄绿叶突变体5941ys是通过EMS诱变获得,在实验室前期定位的基础上,本实验克隆了该基因并进行相关功能分析,主要的研究结果如下:（1）表型及农艺性状分析:5941ys整个生育期均为黄绿叶,抽穗期比野生型晚7天;株高、穗长、毎穗着粒数、结实率和千粒重较野生型G46极显著下降,有效穗数显著下降。说明5941ys黄绿叶突变体对农艺性状产生较大影响。（2）光合色素含量的测定:测定苗期和孕穗期5941ys和G46色素含量,结果显示:两个时期5941ys色素含量均明显低于G46,苗期总叶绿素、叶绿素a、叶绿素b和类胡萝卜素均极显著的低于野生型,分别降低了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19.6%。说明5941ys黄绿叶表型是由于叶绿素降低所导致。（3）光温敏处理:温度处理,光照培养箱(80μmol m-2 s-1)中,23℃和30℃条件下分别种植突变体和野生型,测定三叶期色素含量。在23℃处理后突变体的叶绿素、叶绿素a、叶绿素b和类胡萝卜素较野生型分别下降了46.0%、47.9%、36.7%、27.9%,30℃处理后突变体的叶绿素、叶绿素a、叶绿素b和类胡萝卜素分别下降了31.8%、34.2%、22.4%、20.9%。光照处理,30℃光照培养箱80μmol m-2 s-1（弱光）和成都温江8月份平均32℃室外（强光）处理后色素测定结果显示:弱光下突变体叶绿素、叶绿素a、叶绿素b和类胡萝卜素分别下降了31.8%、34.2%、22.4%、20.9%。强光下突变体较野生型叶绿素、叶绿素a、叶绿素b和类胡萝卜素减少了44.4%、44.8%、43.8%、12.8%。叶绿素含量测定后5941ys在低温下比正常的30℃下降的多,强光下色素含量比弱光下降多。（4）光合速率测定:水稻孕穗期,测定野生型和突变体5941ys剑叶的光合速率,结果显示突变体的净光合速率极显著的下降,下降了65.0%;5941ys突变体胞间CO2浓度较野生型G46极显著的上升,上升了10%;气孔导度和蒸腾速率无明显差异。说明叶片黄化的表型引起了植株光合速率下降。（5）透射电镜分析:利用透射电镜观察四叶期突变体5941ys和野生型G46的全展叶进行观察,发现野生型的叶绿体有完整的双层膜结构,以及内部的基粒类囊体排列整齐。突变体具双层膜结构但基粒中类囊体异常,垛叠的基粒数目比野生型少且排列紊乱,以及观察到一些类似于前质体时期的泡状结构。（6）活性氧的积累:对不同温度和不同光照强度处理的野生型和突变体进行DAB和NBT染色。DAB染色后发现,在强光下突变体的褐色斑点多于弱光,23℃的褐色斑点多于30℃。NBT染色的结果显示在强光下突变体的蓝色斑点多于弱光,23℃的蓝色斑点多于30℃。说明突变体在自然条件下（强光和低温23℃）更利于H2O2和O2-的积累。（7）功能互补实验:由于籼稻遗传转化较为困难,故将5941ys与日本晴回交多代,获得具有粳稻背景的5941ys突变基因,且稳定遗传的黄绿叶突变体7861ys,用于转基因功能互补实验。构建表达载体pC2300-actin-5941YS,通过农杆菌介导,将野生型G46中5941YS基因转入突变体7861ys中得到转基因苗。转基因植株表现出正常绿色,测定其苗期和孕穗期的色素,发现色素含量也恢复到野生型水平。说明黄化的表型就是由5941ys的基因突变导致的。（8）表达模式分析:qRT-PCR定量分析显示5941YS在苗期的根和叶及孕穗期的根、茎、叶、穗和叶鞘中均有表达,在苗期和孕穗期均是叶的表达量较高,苗期的根、孕穗期穗表达量最低。（9）光合相关基因qRT-PCR分析:对参与光合作用的4种主要蛋白复合体基因,即光系统Ⅰ、光系统Ⅱ、细胞色素b6f以及ATP合酶的12个基因进行分析,结果显示PSⅡ相关基因显著上调,PSⅠ相关基因差异不大,ATP合酶的ATPB亚基极显著上调而细胞色素b6f基因极显著的下调。说明黄化影响光合相关基因的转录水平。2.早衰突变体pls8255的遗传鉴定植物的衰老过程发生在生育后期,衰老涉及到植物激素、蛋白质、色素等物质。植物提早衰老将打破体内的物质平衡,影响物质代谢。同时叶片提前衰老会直接或间接地影响叶绿素的降解,导致光合能力降低,造成作物产量的下降,所以研究水稻叶片早衰的分子机制,对水稻的遗传改良和提高农作物的产量具有重pls8255是经化学诱变剂EMS处理水稻正常品种188R后分离出来的早衰突变体。pls8255突变体在营养生长期均呈现绿色,到生殖生长期叶片就开始出现橙红色。橙红色从老叶到新叶,并从叶尖到叶基部发展。对早衰突变体pls8255进行农艺性状调查,结果显示pls8255的株高、穗长、千粒重相对野生型188R极显著下降,结实率显著下降。遗传分析表明pls8255是由一对隐性核基因控制。利用pls8255与NP杂交的F2作为定位群体,将突变位点定位在第3染色体SSR引物RM6483和Ⅰn/Del标记ch3-212之间,遗传距离分别是5.4cM和4.0cM。