玉米黄叶基因ZmNPPR5的克隆

作     者：刘胜坤 孙世磊 董鲁朋 李平华 刘保申 张永中 LIU Sheng-kun;SUN Shi-lei;DONG Lu-peng;LI Ping-hua;LIU Bao-shen;ZHANG Yong-zhong

作者机构：山东农业大学农学院/作物生物学国家重点实验室泰安271018 

出 版 物：《植物遗传资源学报》 (Journal of Plant Genetic Resources)

年 卷 期：2023年第24卷第2期

页      面：388-395页

核心收录：

学科分类：09[农学] 0901[农学-作物学] 

基　　金：山东省重点研发计划(农业良种工程)(2022LZGCQY017) 山东省科技型中小企业创新能力提升工程(2021TSGC1210)。 

主　　题：玉米 叶绿素合成 遗传分析 图位克隆 PPR 

摘      要：叶色突变体往往伴随着叶绿素含量变化及叶绿体结构异常,是研究叶绿体发育与光合作用相关基因功能的重要材料。本研究鉴定了一个玉米叶片黄化的自然突变体74101,该突变体整个生育期均表现为叶片黄化,总叶绿素含量比野生型(74101-WT)下降53.38%,净光合速率下降25.63%。透射电子显微镜结果显示,74101中叶绿体类囊体结构紊乱,基质片层排列稀疏,无基粒结构。遗传分析与精细定位结果表明74101突变表型受1对隐性核基因控制,位于玉米第5号染色体长臂的标记K-138和K-27之间约76.05kb物理区间内。对该区间4个候选基因测序分析发现,编码PPR蛋白的ZmNPPR5(Zm00001eb252430)基因第1126位核苷酸碱基发生突变(C-T)。与EMS突变体等位性分析进一步验证ZmNPPR5基因控制叶片黄化表型,亚细胞定位显示其在细胞核中表达。本研究成功克隆了玉米新的黄化基因ZmNPPR5,为进一步研究PPR蛋白调控叶绿体发育和叶绿素合成奠定了基础。