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紫薇叶色突变体GL1叶色变化的生理机制研究取得重要进展

紫薇突变体GL1,其叶色金黄,花色艳丽,具有较高的观赏价值,但是关于其叶色变异的生理机制到目前为止还不清楚。本研究首先以突变体和野生型为材料,研究遮光/复光条件下不同处理时间的结构及生理等方面的变化,发现在高光条件下显性叶色突变体GL1叶片出现白斑并逐渐扩张;高光0 h时,GL1叶片中CoprogenIII是累积量最高的前体物质,表明叶绿素合成过程中在CoprogenIII到ProtoIX处合成受阻;11个叶绿素代谢相关的基因QRT-PCR分析,发现随着光照时间的增加,HEMAHEMDHEMN等3个基因在突变体中是一直降低的,HEMF 表达却是逐渐增加的;突变体GL1的叶绿体结构在遮光和复光条件下变化较大,复光时叶绿体结构遭到破坏,而野生型的叶绿体结构变化较小,基粒垛堞更整齐紧密,说明复光条件导致突变体GL1叶绿体结构的破坏,而对野生型叶绿体结构的影响较小;叶绿素荧光分析发现,随着光照时间的增加,突变体叶片的Fv/Fm值和ETR值逐渐降低,而野生型叶片中是先降低后逐渐恢复,表明在复光处理中,突变体受到的光胁迫较野生型严重。

本研究为紫薇叶色突变基因的克隆和功能分析奠定了基础,相关研究成果“Characterization and Complementation of a Chlorophyll-Less Dominant Mutant GL1
in Lagerstroemia indica”发表在SCI期刊DNA and Cell Biology,王淑安博士、王鹏副研究员及高露璐为共同第一作者,李亚研究员和尹增芳教授为共同通讯作者。

本研究获得了江苏省自主科技创新资金项目和江苏省林业三新工程项目的资助。

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