论文摘要
突变体是功能基因组学研究的重要工具。叶色突变体作为一类显而易见的突变表型,由于叶绿素合成、降解及叶绿体的发育往往受到突变基因直接或间接影响,从而改变叶绿素的含量,导致叶色变异的产生。叶色突变体对研究植物光合系统和叶绿体的结构、功能及调控机制具有重要的意义。本研究以T-DNA插入番茄黄化突变体yl （yellow-leaf, yl）为材料,通过对突变体的突变原因进行鉴定,遗传规律和光合特性进行研究,克隆突变基因并对其进行功能鉴定,从植物生理、遗传和分子水平初步探讨yl突变体的黄化机理,为yl突变体在番茄光合生理、功能因组学研究和生产等方面提供一定的理论依据。主要结果如下：1.yl1突变体的表型特征,yl突变体从子叶时期至整个生长期叶色都保持黄化的表型,yl突变体植株较野生型矮小,生长势也较弱。2.yl突变体的鉴定及遗传分析表明,yl突变体为T-DNA插入造成的功能缺失型突变体,为单位点插入,该表型是由隐性单基因控制的,与外源基因的表达没有关系。3.yl突变体的光合特性研究表明,yl突变体顶端第三片叶的叶绿素a、叶绿素b及类胡萝卜素含量均显著低于野生型；野生型的叶绿体结构是比较规则和完好的纺锤形,有正常的类囊体,基粒片层丰富且排列紧密,而yl突变体的叶绿体结构混乱,看不出具体形状,基粒片层堆叠减少,排列不够紧凑和丰富,而且叶绿体中还出现类似降解的空洞；yl突变体的净光合速率也显著低于野生型。4.通过hiTAIL-PCR方法扩增到y1突变体T-DNA插入位点的右翼序列,对右翼序列进行blast比对及T-DNA插入与表型分离验证表明,T-DNA插入位点为番茄第1条染色体上的编号为SGN-U579512基因的第8个外显子,位于该基因的1901 bp处。根据功能注释（RuBisCO large subunit-binding protein subunit alpha）,该基因为核酮糖1,5-二磷酸羧/加氧酶的大亚基结合蛋白的a亚基,将该基因命名为RLBPaα。Rubisco位于高等植物叶绿体间质内,占叶绿体可溶性蛋白的50%,是外界C02进入生物体转化为有机碳的催化剂,对净光合速率起着决定性作用。通过对yl突变体的Rubisco羧化酶活性及可溶性蛋白含量的测定,结果表明yl突变体的Rubisco羧化酶活性及可溶性蛋白含量较对照显著降低,且可溶性蛋白降低了44%。5.采用VIGS的方法验证yl突变体的表型是否由于RLBPα缺失引起的,构建pTRV2病毒表达载体,通过农杆菌侵染注射法侵染野生型和yl突变体,侵染2周后的野生型植株叶色变黄,yl突变体叶片发白,并对RLBPα的表达量进行检测,以及叶绿素和可溶性蛋白含量进行测定,结果显示RLBPα基因的表达量较对照有所降低,叶绿素和可溶性蛋白含量都显著降低。