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小麦叶绿素缺失突变体Mt6172及其野生型叶片蛋白质组学双向差异凝胶电泳分析

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作物学报 2012年第9期38卷 1592-1606页

作者：宋素洁古佳玉郭会君赵林姝赵世荣李军辉赵宝存刘录祥河北师范大学生命科学学院河北石家庄050024 中国农业科学院作物科学研究所/国家农作物航天诱变技术改良中心/农作物基因资源与基因改良国家重大科学工程北京100081

以空间环境诱变获得的小麦叶绿素缺失突变体Mt6172的白化苗及其野生型邯6172的叶片为材料,进行双向差异凝胶电泳(2D-DIGE)蛋白质组学分析。在1645个蛋白点中,发现100个差异1.5倍以上的蛋白点,对在分析胶中得到的85个点进行质谱鉴定,最... 详细信息

以空间环境诱变获得的小麦叶绿素缺失突变体Mt6172的白化苗及其野生型邯6172的叶片为材料,进行双向差异凝胶电泳(2D-DIGE)蛋白质组学分析。在1645个蛋白点中,发现100个差异1.5倍以上的蛋白点,对在分析胶中得到的85个点进行质谱鉴定,最终鉴定出29种差异蛋白的62个差异点,其中50个表达下调,12个表达上调,可分为10个功能群。表达下调的蛋白主要定位于叶绿体中,包括光系统I、光系统II、NAD(P)H脱氢酶复合体和ATP合酶的部分亚基,以及参与卡尔文-本森循环、糖代谢和应激反应的蛋白。非叶绿体蛋白中的大部分表达上调,主要参与抗氧化反应、转录激活和蛋白质折叠等途径。初步推断,光合作用主要蛋白复合体的缺失、叶绿体抗氧化能力的下降和叶绿体RNA转录后编辑途径受阻等可能是Mt6172白化致死的重要原因。

关键词：小麦(Triticum aestivum L.) 叶绿素缺失突变体空间诱变双向差异凝胶电泳技术(2D-DIGE) 蛋白质组学

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波罗蜜叶绿素缺失突变体嫩茎转录组分析

热带作物学报 2020年第8期41卷 1513-1521页

作者：郑李婷于旭东蔡泽坪罗佳佳吴繁花董俊娜曹佩娜海南大学林学院/热带特色林木花卉遗传与种质创新教育部重点实验室海南海口570228 海南大学热带作物学院海南海口570228 中国热带农业科学院热带作物品种资源研究所/农业农村部热带作物种质资源利用重点实验室海南儋州571737 海南大学生命科学与药学院海南海口570228

为探究叶绿素合成缺失对波罗蜜嫩茎发育的影响,以波罗蜜叶绿素缺失突变体(chlorophyll deficient mutant,CDM)嫩茎为材料进行转录组分析;经de novo组装后获得295869个Unigenes,使用NR、NT、Swissprot、KEGG、KOG、Pfam和GO数据库进行序... 详细信息

为探究叶绿素合成缺失对波罗蜜嫩茎发育的影响,以波罗蜜叶绿素缺失突变体(chlorophyll deficient mutant,CDM)嫩茎为材料进行转录组分析;经de novo组装后获得295869个Unigenes,使用NR、NT、Swissprot、KEGG、KOG、Pfam和GO数据库进行序列比对,共注释了174291个Unigenes。过滤低丰度基因后,筛选出22988个差异基因。与对照(CK)相比,CDM中上调基因有379个,下调基因有22609个。GO分类结果表明,共有3712个基因获得注释,并将其划分为分子功能(molecular function)、细胞组分(cellular component)和生物学过程(biological process)三大类,共48个功能组;此外,有2080个Unigenes参与到19条KEGG通路上,其中在黄酮类生物合成途径中有30个Unigenes。该研究通过转录组测序,分析叶绿素合成缺失对波罗蜜嫩茎发育的影响,为木本植物茎发育的研究提供数据基础。

关键词：波罗蜜叶绿素缺失突变体嫩茎转录组分析

空间环境诱变小麦叶绿素缺失突变体的主要农艺性状和光合特性

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作物学报 2011年第1期37卷 119-126页

作者：赵洪兵郭会君赵林姝古佳玉赵世荣李军辉刘录祥中国农业科学院作物科学研究所国家农作物基因资源与基因改良重大科学工程/国家农作物航天诱变技术改良中心北京100081

叶绿素缺失突变体对研究植物光合作用机制,揭示叶绿素生物合成与降解途径,发掘鉴定光合作用相关新基因以及了解基因间的相互作用有重要意义。空间诱变创制的小麦叶绿素缺失突变体Mt135的叶色表现为完全白化、条纹和绿3种类型,其中完全... 详细信息

叶绿素缺失突变体对研究植物光合作用机制,揭示叶绿素生物合成与降解途径,发掘鉴定光合作用相关新基因以及了解基因间的相互作用有重要意义。空间诱变创制的小麦叶绿素缺失突变体Mt135的叶色表现为完全白化、条纹和绿3种类型,其中完全白化株叶片完全白化,于苗期死亡;条纹株叶片呈绿白相间的条纹,能够正常成穗结实,但其株高、穗长、株粒数、株粒重、千粒重都显著低于原始亲本,生育期比原始亲本延长5～7 d;绿株与原始亲本没有显著差异。初步遗传分析表明,Mt135是一个由核质基因共同作用的突变材料。对突变体及其原始亲本叶绿素荧光动力学参数的分析表明,当光照强度为110μmol m-2 s-1时,条纹株绿色组织光系统II的最大量子产量与原始亲本无显著差异,光系统II的潜在活性显著低于原始亲本,而光化学猝灭系数、非光化学猝灭系数、实际量子产量、调节性能量耗散的量子产量、非调节性能量耗散的量子产量在不同的生育期间变化不同。另外,不同的光照强度下,条纹株绿色组织的电子传递速率、光化学猝灭系数、实际量子产量的变化也不相同。条纹株白色组织和完全白化株则完全失去光合能力。上述结果证实,小麦叶绿素缺失突变体Mt135的光合作用受到很大的影响,光合特性发生了改变,较高的光照强度在拔节期对突变体影响较大,抽穗期影响相对较小。条纹株光合特性的改变与其株高、穗长和产量相关性状显著降低的结果相互印证。

关键词：小麦空间诱变叶绿素缺失突变体农艺性状叶绿素荧光动力学参数

菠萝蜜叶绿素缺失突变体幼苗维管组织结构分析

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热带作物学报 2021年第7期42卷 1948-1956页

作者：董俊娜王之欣于旭东吴繁花付影罗佳佳蔡泽坪张涵海南大学林学院/热带特色林木花卉遗传与种质创新教育部重点实验室海南海口570228 海南大学生命科学与药学院海南海口570228 中国热带农业科学院热带作物品种资源研究所海南海口571101

木本植物维管组织发育对木材形成意义重大。本研究利用石蜡切片法和光学显微技术,研究菠萝蜜(Artocarpus heterophyllus)叶绿素缺失突变体(chlorophyll deficient mutant,CDM)幼苗不同部位的维管组织结构,观察及测量导管分子、筛管分子... 详细信息

木本植物维管组织发育对木材形成意义重大。本研究利用石蜡切片法和光学显微技术,研究菠萝蜜(Artocarpus heterophyllus)叶绿素缺失突变体(chlorophyll deficient mutant,CDM)幼苗不同部位的维管组织结构,观察及测量导管分子、筛管分子的孔径和密度等,分析了维管组织和形成层的特点。结果表明,CDM幼苗的根、茎、叶柄和叶主脉维管组织中的木质部和韧皮部的结构均发生改变。与正常苗相比,CDM幼苗中次生木质部导管分子和韧皮部筛管分子的孔径和面积减小,密度增大;根和茎维管组织中形成层厚度减小,层数减少;CDM茎中的维管组织相比于根显示出更强的抑制作用。本研究为进一步探索木本植物维管组织发育提供了新材料。

关键词：菠萝蜜叶绿素缺失突变体幼苗维管组织

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菠萝蜜叶绿素缺失突变体幼苗茎的解剖结构

热带作物学报 2021年第6期42卷 1654-1660页

作者：董俊娜谢柳青楚文清于旭东蔡泽坪罗佳佳瞿倩海南大学林学院/热带特色林木花卉遗传与种质创新教育部重点实验室海南海口570228 海南大学热带作物学院海南海口570228 中国热带农业科学院热带作物品种资源研究所/农业农村部热带作物种质资源利用重点开放实验室海南儋州571737

木本植物茎的发育在木材形成中具有重要意义。以菠萝蜜叶绿素缺失突变体幼苗(Chlorophyll deficient mutant,CDM)为研究材料,选取正常幼苗作为对照(Control check,CK),观察并测量其株高和基部茎粗。使用石蜡切片法和光学显微技术对茎各... 详细信息

木本植物茎的发育在木材形成中具有重要意义。以菠萝蜜叶绿素缺失突变体幼苗(Chlorophyll deficient mutant,CDM)为研究材料,选取正常幼苗作为对照(Control check,CK),观察并测量其株高和基部茎粗。使用石蜡切片法和光学显微技术对茎各节间进行观察,测量木质部、韧皮部、表皮和周皮的厚度,比较CDM与CK之间的差异。结果显示,CDM的株高和基部茎粗的增长受到一定的抑制,各节间木质部、韧皮部以及周皮的厚度均减小;相比次生木质部,次生韧皮部的抑制作用更显著。

关键词：菠萝蜜叶绿素缺失突变体茎解剖结构

大豆叶绿素缺失突变体HS 821的农艺性状和生化特性

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核农学报 2007年第1期21卷 9-12页

作者：苍晶于龙凤王豫颖张达郝再彬胡宝忠东北农业大学生命科学学院黑龙江哈尔滨150030

经NaN3诱变获得的大豆叶绿素缺失突变体HS 821,其植株高度约为原品种的1/2,节位数、叶片大小、叶柄长度、单株荚数、粒数、粒重都较原品种低,但结荚密集,表现出一定的田间抗虫性;成熟期比原品种提早约10d。突变体表现为叶片黄化,叶片叶... 详细信息

经NaN3诱变获得的大豆叶绿素缺失突变体HS 821,其植株高度约为原品种的1/2,节位数、叶片大小、叶柄长度、单株荚数、粒数、粒重都较原品种低,但结荚密集,表现出一定的田间抗虫性;成熟期比原品种提早约10d。突变体表现为叶片黄化,叶片叶绿素平均含量是原品种的71%,但叶绿素a/b比值不变,为2∶1,表明该突变体是总叶绿素缺陷型。突变体的SOD活性和脯氨酸含量都比其原品种高,但MDA含量则较原品种含量低,表明突变体具有较强的抗氧化能力。

关键词：大豆叶绿素缺失突变体生物化学特性农艺性状

波罗蜜叶绿素缺失突变体次生生长茎抗病基因的筛选

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分子植物育种 2020年第22期18卷 7348-7355页

作者：郑李婷于旭东蔡泽坪罗佳佳吴繁花董俊娜谢柳青海南大学林学院热带特色林木花卉遗传与种质创新教育部重点实验室海口570228 海南大学热带作物学院海口570228 中国热带农业科学院热带作物品种资源研究所农业部热带作物种质资源利用重点开放实验室儋州571737 海南大学生命科学与药学院海口570228

为研究波罗蜜叶绿素缺失突变体(CDM)次生生长茎中抗病基因(PRGs)的变化,从转录组数据中筛选出9 630个PRGs。去除低丰度(FPKM≤0.5)后进行差异表达基因(DEGs)筛选,将2 513个DEGs进行加权基因共表达网络分析(WGCNA),寻找到2个与表型关联... 详细信息

为研究波罗蜜叶绿素缺失突变体(CDM)次生生长茎中抗病基因(PRGs)的变化,从转录组数据中筛选出9 630个PRGs。去除低丰度(FPKM≤0.5)后进行差异表达基因(DEGs)筛选,将2 513个DEGs进行加权基因共表达网络分析(WGCNA),寻找到2个与表型关联性较高的模块,共183个DEGs。对模块基因进行GO功能注释、分类、转录因子(TFs)及类受体蛋白激酶(RLKs)分析。结果显示,模块基因主要注释在结合(Binding)、细胞过程(Cellular process)和催化活性(Catalytic activity)等功能组。TFs分析显示,共有7个家族,14个转录因子。RLKs分析发现,RLK-Pelle-DLSV亚家族的12个DEGs中有11个在CDM中上调表达,说明该亚家族在波罗蜜CDM次生生长茎抵御逆境侵害过程中发挥着重要作用。本研究运用转录组测序数据分析波罗蜜CDM次生生长茎中PRGs的变化,为光合作用对木本植物茎响应逆境胁迫的研究提供数据。

关键词：波罗蜜(Artocarpus heterophyllus) 叶绿素缺失突变体次生生长茎抗病基因

小麦叶绿素缺失突变体的遗传特性与叶绿体基因表达分析

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小麦叶绿素缺失突变体的遗传特性与叶绿体基因表达分析

作者：夏家平中国农业科学院

学位级别：硕士

本研究以空间搭载处理获得的三份小麦叶绿素缺失突变体Mt6172、Mt135和Mt18及其野生型邯6172(H6172)、60315和新麦18(XM18)为试验材料，进一步验证三份小麦叶绿素缺失突变体的遗传特性，分析不同时期光合色素含量，并采用实时定量PCR技... 详细信息

本研究以空间搭载处理获得的三份小麦叶绿素缺失突变体Mt6172、Mt135和Mt18及其野生型邯6172(H6172)、60315和新麦18(XM18)为试验材料，进一步验证三份小麦叶绿素缺失突变体的遗传特性，分析不同时期光合色素含量，并采用实时定量PCR技术检测Mt135叶绿体基因表达差异，主要结果如下： 1、Mt6172条纹株与正常叶色植株正反交F1代全为绿株，正反交F2代均出现叶色分离，突变体Mt6172叶绿素缺失性状受隐性核基因控制，与细胞质基因无关。Mt135条纹株与正常叶色植株正反交F代结果不一致，反交后代均为绿株，正交后代叶色分离，为绿株、白化株和条纹株三种叶色表型，说明条纹株叶色突变性状受核质基因的共同作用。Mt18与正常叶色植株正反交F1代结果不一致，杂交后代叶色与其母本叶色一致，Mt18叶片阶段白化性状受细胞质基因控制。 2、分别在苗期、返青期和灌浆期测量三份小麦叶绿素缺失突变体及野生型的光合色素含量。与野生型相比，Mt6172白化株的叶绿素a、叶绿素b、叶绿素总量以及类胡萝卜素含量均极显著下降;Mt6172条纹株在苗期和返青期为光合色素总量的下降，灌浆期光合色素总量极显著下降但叶绿素a/b比值显著上升。Mt135白化株的叶绿素a、叶绿素b、叶绿素总量以及类胡萝卜素含量均极显著下降，叶绿素a/b比值显著下降;Mt135条纹株在苗期和返青期为光合色素总量下降，灌浆期光合色素总量极显著下降但叶绿素a/b比值极显著上升。Mt18在苗期和灌浆期与野生型无显著差异，在返青期，叶片的叶绿素a、叶绿素b、叶绿素总量以及类胡萝卜素含量均极显著下降，叶绿素a/b比值显著下降。 3、突变体Mt135叶绿体基因表达分析结果显示，白化株中共检测到40个差异表达基因，其中上调表达18个，下调表达22个，分属四类，即参与光反应相关蛋白的编码基因、叶绿体内能量代谢相关酶的编码基因、核糖体合成相关基因以及tRNA合成相关基因。条纹株中共检测到13个上调表达基因，这些基因在白化株中亦上调表达。白化株表达差异基因中，编码光系统II、I结构蛋白的psb、psa以及ycf等基因家族的基因表达量显著下调;多个编码核糖体蛋白大、小亚基的基因表达量发生改变，尤其是核糖体蛋白小亚基编码基因rps14和23S rRNA的编码基因23SrDNA表达量显著下调，说明Mt135突变性状的形成可能与这些基因表达量的改变密切相关。

关键词：小麦叶绿素缺失突变体遗传特性光合色素叶绿体基因

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空间环境诱变小麦叶绿素缺失突变体的研究

空间环境诱变小麦叶绿素缺失突变体的研究

作者：赵洪兵中国农业科学院

学位级别：硕士

本研究以空间环境诱变创制的三份小麦叶绿素缺失突变体Mt135、Mt6172和Mt18为试验材料,对其生物学特性、主要农艺性状、叶绿体超微结构、光合特性和遗传规律进行了初步研究,主要结果如下:1、Mt135和Mt6172的表型特征主要表现为白化株、... 详细信息

本研究以空间环境诱变创制的三份小麦叶绿素缺失突变体Mt135、Mt6172和Mt18为试验材料,对其生物学特性、主要农艺性状、叶绿体超微结构、光合特性和遗传规律进行了初步研究,主要结果如下:1、Mt135和Mt6172的表型特征主要表现为白化株、条纹株和绿株三种类型。其中白化株不能存活,苗期即死亡;条纹株正常成穗结实,但株高、株粒数、株粒重和千粒重显著降低。Mt18是一个受低温诱导的温度敏感型叶绿素突变体,叶色变化主要表现为绿-白-绿的变化过程,能够正常成穗结实,主要农艺性状都发生显著降低。2、叶绿体超微结构分析表明,与原始亲本相比,Mt135条纹株绿色组织在苗期叶绿体数目减少,超微结构无显著差异;拔节期叶绿体数目与原始亲本无显著差异,基粒片层数目减少;抽穗期叶绿体数目和基粒片层数明显增多。Mt135条纹株白色组织和白化株叶绿体数目在苗期和拔节期减少,基粒类囊体数减少或消失,基质类囊体清晰可见,并在抽穗期出现空化叶绿体。Mt6172条纹株绿色组织仅在拔节期叶绿体数目少于原始亲本,叶绿体超微结构在三个时期均表现正常;Mt6172条纹株白色组织和白化株叶绿体存在不同类型的变异,叶绿体数目在三个时期均少于原始亲本。Mt18的叶绿体数目和结构在变白前期与原始亲本无显著差异,变白期突变体叶绿体基粒类囊体数减少甚至完全消失,复绿期突变体叶绿体数目少于原始亲本,大部分叶绿体恢复正常。3、叶绿素荧光动力学参数分析表明,与原始亲本相比,Mt135条纹株绿色组织的光合效率在苗期和拔节期显著降低,抽穗期显著升高,而条纹株白色组织和完全白化株完全失去光合能力;Mt6172条纹株的光合效率苗期正常,拔节期和抽穗期显著降低,白化株依然保持着极低的光合能力;Mt18在变白期的光合效率显著降低,但变白前期和复绿期基本正常。另外,随着光照强度的增加,与原始亲本相比,Mt135条纹株绿色组织的光合效率在拔节期下降最显著,抽穗期显著升高,条纹株白色组织和白化株不能进行光合作用;Mt6172条纹株的光合电子传递速率在不同生育期均显著降低,而光能转化率和实际量子产量无显著变化,白化株光合效率极低;Mt18的光合效4、初步遗传分析表明,Mt135和Mt18表现为细胞质遗传,而Mt6172是一个由核基因控制的隐性遗传突变材料。cDNA-AFLP初步分析显示,突变体与原始亲本均在分子水平上存在显著差异,扩增差异条带类型表现为增加、缺失、增强和减弱四种。以上试验结果证实,空间环境可诱变创制不同遗传特点的小麦叶绿素缺失突变体。三份叶绿素缺失突变体的叶绿体超微结构存在不同程度的缺陷,光合作用受到较大的影响,光合特性与主要农艺性状发生了显著改变,为小麦光合作用基础研究提供了新材料。

关键词：小麦空间诱变叶绿素缺失突变体超微结构生物遗传学特性