谷子黄绿叶突变体ygl7的精细定位及候选基因分析

作     者：连世超 韩康妮 杜晓芬 王智兰 李禹欣 李颜方 成锴 张林义 王军 LIAN Shichao;HAN Kangni;DU Xiaofen;WANG Zhilan;LI Yuxin;LI Yanfang;CHENG Kai;ZHANG Linyi;WANG Jun

作者机构：山西农业大学谷子研究所山西长治046011 山西省后稷实验室山西太原030031 

出 版 物：《华北农学报》 (Acta Agriculturae Boreali-Sinica)

年 卷 期：2024年第39卷第2期

页      面：27-38页

核心收录：

学科分类：0710[理学-生物学] 07[理学] 08[工学] 09[农学] 071007[理学-遗传学] 0901[农学-作物学] 0836[工学-生物工程] 090102[农学-作物遗传育种] 

基　　金：杂粮种质资源创新与分子育种国家实验室(筹)(202204010910001-14) 山西省面上青年基金(201901D211556) 山西农业大学(山西省农业科学院)农业科技创新工程(YGC2019FZ3) 山西省现代农业谷子产业技术体系(2023CYJSTX04-01) 

主　　题：谷子 黄绿叶突变体 精细定位 镁鳌合酶Ⅰ亚基 

摘      要：叶色突变体是研究C4光合途径及叶绿素代谢机制的理想材料。为了研究谷子黄绿叶突变的分子机制,为黄绿叶基因的功能研究及叶绿素代谢的分子机制解析奠定基础,在长农35号甲基磺酸乙酯(EMS)突变体库中鉴定到1份可稳定遗传的谷子黄绿叶突变体ygl7,并对突变体及野生型进行农艺性状调查、光合色素含量及光合参数测定、叶绿体超微结构观察;同时对突变体叶色进行遗传分析,采用BSA法进行基因初定位,利用F_(2)群体进行精细定位,并根据功能注释结合RNA-Seq预测候选基因。采用qRT-PCR进行表达模式分析,采用酵母双杂交试验进行蛋白互作验证。结果表明,与野生型相比,ygl7苗期、拔节期叶片呈明显黄绿色,抽穗期逐步转为浅绿色,ygl7整个生育期叶绿素含量及光合速率都显著低于野生型,且叶绿体结构出现异常。遗传分析表明,ygl7黄绿叶表型由1对隐性单基因控制,基因精细定位将黄绿叶基因定位于第Ⅶ染色体434.9 kb区间内,候选基因分析预测编码原卟啉Ⅸ镁鳌合酶Ⅰ亚基的Seita.7G290300为调控黄绿叶的候选基因。qRT-PCR结果显示,Seita.7G290300在叶片中高表达,且在突变体中的表达量低于野生型;叶绿素合成途径(CHLD、CHLI)和光系统(LHCB1、LHCB6)相关基因在突变体中均下调表达。酵母双杂交试验表明,SiYGL7与MORF_(2)存在互作。