光合作用是光合自养生物赖以生存的基础，也是所有异养生物有机物的重要来源，而叶绿体的正常形态发育和功能建成是光合作用的前提。近年来，叶色突变体在研究叶绿体发育和光合作用中具有越来越重要的意义。本实验室通过对拟南芥T-DNA插入突变体库进行表型筛选，得到多个叶色异常的突变体株系。其中一个株系Line12表现出子叶白化、真叶黄化表型。在本论文中，重点研究了Line12的表型特征，生理生化参数等，并对缺失突变引起Line12表型的功能基因进行了进一步的分子生物学研究。　　观察了Line12的表型后，利用高效液相色谱检测了突变体中主要色素的含量，结果显示叶绿素a和b分别下降至野生型的34.7％和39.6％。Line12中叶黄素、β-胡萝卜素、新黄素也都下降至野生型的30％-40％，并且在野生型中检测不到的花药黄素和玉米黄素均在Line12中可以检测到低含量的积累。通过对Line12中T-DNA插入位点的鉴定，发现受到插入的基因为At5g19540，T-DNA插入位点位于该基因第2个内含子中，距离第3个外显子只有3bp。进一步的功能互补实验证实了Line12的叶色表型确实由At5g19540缺失造成，根据此突变体的表型将此基因命名为DY1(Dwarf and Yellow1)。　　为了进一步研究DY1的功能，购买了这个基因的其它T-DNA插入突变体dy1-1。dy1-1突变体与野生型表型差异显著，色素含量分析显示，dy1-1中叶绿素a下降至野生型的36.0％，叶绿素b含量只有野生型的12.8％，叶绿素a和b的比值显著上升。dy1-1中各种类胡萝卜素含量也有不同水平的下降。与Line12相似，dy1-1中也可以检测到花药黄素和玉米黄素的积累。随后通过荧光定量PCR分析了叶绿素合成与降解以及类胡萝卜素代谢途径中关键酶的表达水平。结果显示，叶绿素合成基因中CRD1、CHLH、PORB、CAO、FLU和GUN4转录水平都表现出明显的下调;调控叶绿素降解的CLH1、PAO和RCCR转录水平也有所下调。在类胡萝卜素代谢途径中，PSY、VDE、ZEP和BCH2这几个基因的转录水平都有较明显的下调，尤其是NCED3的转录水平显著下降。　　dy1-1中叶绿体结构也与野生型差异显著，其类囊体垛叠异常。qRT-PCR分析dy1-1中光系统Ⅰ和光系统Ⅱ的各组分基因的转录水平都有不同水平的下降。共聚焦显微镜观察DYI-eYFP融合蛋白荧光信号定位于叶绿体内，更精确的蛋白亚细胞器定位实验证明DY1定位于叶绿体基质中。在研究蛋白亚细胞定位的过程中，发现DY1蛋白可能积累不同长度的终产物，并且大小不同的蛋白产物随着植株的发育过程呈现递变积累的趋势。通过构建氨基端eYFP和羧基端mCherry双荧光蛋白融合载体，在烟草瞬时表达系统中测试发现mCherry荧光信号在成熟叶片中存在显著衰减而eYFP信号强度不变。因此推测，DY1基因可能通过蛋白翻译后修饰来行使正确的生物学功能。