小麦叶色突变体ygl1的鉴定与基因克隆

【作者】 董纯豪； 张立超； 李丹萍； 李宁； 赵天祥； 贾继增； 刘旭； 孔秀英；

【机构】 中国农业科学院作物科学研究所；

【摘要】 研究小麦叶色形成的分子机制对于探索光合作用、叶绿素的生物合成与降解过程以及提高小麦产量具有重要的意义。本研究以偃展4110 EMS诱变产生的黄绿色叶片突变体ygl1 （yellow green leaf1）为研究材料,通过对百农3217×ygl1 F_2:3群体的遗传分析表明,ygl1的叶色是由一对隐性等位基因控制的,命名为TaYgl1。突变体叶片透射电镜观察结果表明,其叶色改变是由于大量的叶绿体外膜结构破碎,内部的叶绿体基质和类囊体暴露在外导致,说明TaYgl1能够影响叶绿体的发育,进而调控小麦叶色。为了克隆该基因,我们利用百农3217×ygl1衍生的F₃群体中叶色正常和叶色黄化的纯合单株各约30株分别构建混合池,进行外显子捕获测序分析,最终克隆到了候选基因,序列分析表明候选基因编码区第745位碱基由G突变为A,导致其编码蛋白发生变化。通过基因编辑技术对候选基因进行突变,获得了与突变体ygl1类似叶色突变表型。本研究有助于深入了解叶绿素合成与光合作用的过程,对增加小麦产量具有重要意义。更多还原