番茄黄化基因Netted ViresceNV的遗传定位及生理特性研究.pdfVIP

2017（7）：29 - 36 中 国 蔬 菜 CHINA VEGETABLES 研究论文 Netted Viresce NV 番茄黄化基因 （ ）的遗传 定位及生理特性研究 崔丽朋 宋丽华 黄泽军 高建昌 国艳梅 杜永臣 王孝宣 * （中国农业科学院蔬菜花卉研究所，北京 100081） 摘 要 ：以玛娜佩尔为受体亲本，以野生番茄潘那利 LA0716 为供体亲本，通过多代回交构建近等基因系。对近等基因系中 黄化突变（nv ）植株和野生型植株的表型性状和主要农艺性状进行分析，并测定叶绿素含量、净光合速率等；利用透射显微 镜观察叶绿体超微结构。以回交系 BC 为母本与 nv 植株进行回交，同时 BC 植株进行自交，观察并统计 BC 及 BC S 群体 6 6 7 6 1 植株的表型，分析遗传规律；利用 BC7S1 分离群体进行基因精细定位，结合高通量基因组重测序，筛选仅在黄化突变位点目 的区域内的 SNP 位点，并结合基因注释分析候选基因。结果表明：与正常植株相比，黄化植株表现植株矮小、叶片窄小、 叶色黄化，叶片的叶绿素含量、净光合速率显著降低，气孔导度、胞间 CO2 浓度、蒸腾速率显著升高。叶绿体超微结构观察 显示，黄化植株叶绿体数目减少，类囊体的基粒片层和基质片层未完全分化，垛叠不整齐。遗传分析表明，玛娜佩尔黄化性 状受 1 对隐性核基因控制；利用 CAPS 和 InDel 分子标记将 NV 基因定位于 9 号染色体标记 InD-09-4-1 和 HP63/64 之间，物 理距离为 51 Mb。玛娜佩尔基因组重测序数据可利用率高，数据比对分析得到 7 个与光合作用相关的基因。 关键词 ：番茄；叶色突变体；生理特性；遗传分析；基因定位 叶片是绿色植物进行光合作用的主要器官， 义和实际的应用价值。 在植物的生长发育过程中起着至关重要的作用。 目 前， 叶 色 突 变 体 在 烟 草（Okabe et al.， 叶色突变体，又称为叶绿素突变体，是研究植物 1977）、拟南芥（Carol et al.，1999）、水稻（Jung， 光合机理、叶绿素生物合成、叶绿体结构、功能及 2003）、 玉 米（Lonosky Rodermel，2004）、 大 麦 发育、抗病机制及激素生理等代谢过程的理想材料 （Rzeznicka et al.，2005）、黄瓜（苗晗 等，2010） （Parks Quail，1991；Fambrini et al.，2004）， 在 等作物上有较多的研究。已从叶绿素缺失突变体中 分析鉴定遗传转化、基因功能、基因间互作等基 鉴定克隆出多个调控叶绿素代谢和叶绿体发育的基 础研究中具有特殊价值（López-Juez et al.，1998； 因，例如叶绿素酸酯 a 氧化酶基因（CAO ）、镁螯 Larkin et al.，2003）；同时，叶色突变体可作为苗 合酶 H 亚基、I 亚基和 D 亚基基因、叶绿体核糖体 期标记性状用于杂交育种及品种纯度快速鉴定，在 小亚基 17 基因（Oster et al.，2000；Schultes et al.， 良种繁育工作中发挥重要作用；某些叶色突变体性 2000）。Chen 等（2005）研究发现，拟南芥 EGY1 状优良，还可作为品种改良的理想种质资源（苗晗 基因发生突变，导致类囊体数量大大减少，捕光蛋 等，2007）。因此，发掘和鉴定新的叶色突变基因， 白复合物明显减少，叶绿体发育异常导致叶色突 对其进行克隆及分子机理研究，具有重要的理论意 变。林植芳等（2004）研究发现，水稻叶绿素 b 缺 崔 丽 朋， 女， 硕 士 研 究 生， 专 业