水稻Ygl黃綠葉突變體的生理特性及相關(guān)突變基因的定位研究的綜述報(bào)告

水稻Ygl黃綠葉突變體的生理特性及相關(guān)突變基因的定位研究的綜述報(bào)告水稻Ygl黃綠葉突變體的生理特性及相關(guān)突變基因的定位研究的綜述報(bào)告水稻是世界上最重要的糧食作物之一，而葉綠素合成相關(guān)基因突變體對(duì)水稻的葉綠素合成和植株干重產(chǎn)量有很大影響。Ygl突變體是一類在水稻中發(fā)現(xiàn)的黃綠葉型突變體，其葉片呈現(xiàn)黃綠或者白色，植株的莖稈、葉片和根系都較為短小，同時(shí)對(duì)環(huán)境條件及生長(zhǎng)周期的適應(yīng)性也較差。本文著重探究水稻Ygl黃綠葉突變體的生理特性以及和相關(guān)突變基因的定位研究。1.生理特性1.1葉綠素含量Ygl突變體葉片中葉綠素含量顯著降低，因而導(dǎo)致葉片出現(xiàn)黃綠色或白色。在開花期，Ygl突變體的分子篩型葉片中葉綠素含量可以低至野生型的20%以下，細(xì)胞葉綠體數(shù)量也大幅度減少。研究還表明，Ygl突變體的葉片細(xì)胞內(nèi)因?yàn)槿~綠素的缺少，出現(xiàn)葉綠體內(nèi)膜系統(tǒng)的破壞，而導(dǎo)致若干的葉綠體泡體產(chǎn)生。1.2光合作用Ygl突變體可是由于葉綠素含量減少，導(dǎo)致光合作用能力降低，從而影響到植株干重產(chǎn)量的形成。Ygl突變體的光合作用能力雖然降低，但是依然能夠進(jìn)行一定量的光合作用，并且可以抵御短時(shí)間的光照輻射。Ygl突變體種植于高光照條件下時(shí)表現(xiàn)不佳，植株平均干重明顯降低，且大部分Ygl突變體的株高、莖稈直徑、葉片長(zhǎng)度和寬度均顯著下降。1.3產(chǎn)量表現(xiàn)Ygl突變體的產(chǎn)量表現(xiàn)和野生型相比較明顯地降低，部分研究者認(rèn)為其產(chǎn)量降低與葉綠素缺失引起細(xì)胞能量代謝紊亂有關(guān)。由于Ygl突變體的生長(zhǎng)周期和莖稈長(zhǎng)度等在生理上的表現(xiàn)相對(duì)較差，被認(rèn)為其對(duì)生長(zhǎng)環(huán)境與條件的適應(yīng)性較低，盡管經(jīng)過(guò)人工選擇與培育，嘗試產(chǎn)生較優(yōu)的Ygl品系以提高其產(chǎn)量表現(xiàn)，但長(zhǎng)期看來(lái)，Ygl突變體的產(chǎn)量難以和野生型的表現(xiàn)相媲美。2.相關(guān)突變基因的定位研究2.1OsYGL1基因研究人員首次在2002年成功地通過(guò)突變基因定位技術(shù)將Ygl突變體的突變基因OsYGL1定位在水稻染色體一號(hào)上，該基因的編碼蛋白質(zhì)含有若干保守的基序，據(jù)推斷其在水稻中具有光合作用維持和葉綠體代謝等重要生理功能。進(jìn)一步研究表明，OsYGL1基因是水稻葉綠體Psb29的同源基因，通過(guò)還原酶觀察可以了解到OsYGL1突變型在光合反應(yīng)隨機(jī)分布的光子捕獲過(guò)程中出現(xiàn)了問(wèn)題，導(dǎo)致葉綠體光反應(yīng)鏈中體系Ⅱ和體系Ⅰ的結(jié)構(gòu)及功能異常，導(dǎo)致了單子葉類植物Ygl突變體在生長(zhǎng)發(fā)育過(guò)程中各種生理表現(xiàn)的顯著變異。2.2OsYGL2基因隨后，在2006年，有研究人員成功地將另一新的突變基因OsYGL2定位在了水稻染色體三號(hào)上。研究發(fā)現(xiàn)，OsYGL2基因編碼的蛋白在水稻培養(yǎng)過(guò)程中進(jìn)行細(xì)胞核和葉綠體互動(dòng)上具有重要的作用。通過(guò)遺傳和分子生物學(xué)證實(shí)，OsYGL2的缺失和突變會(huì)顯著降低水稻葉綠體和葉綠體回收復(fù)合物的相關(guān)功能，導(dǎo)致光合作用能力和葉綠素含量降低。3.總結(jié)通過(guò)以上的論述可以得知，水稻Ygl黃綠葉突變體呈現(xiàn)出的生理特性和野生型有較大差異。低葉綠素含量、產(chǎn)量表現(xiàn)不佳、光合作用降低等是Ygl突變體的主要表現(xiàn)。同時(shí)，對(duì)其相關(guān)基因OsYGL1、OsYGL2的定位研究為進(jìn)一步闡釋Ygl突變體的形成機(jī)