油菜葉綠素缺失突變體的遺傳定位及生理分析

葉色突變能夠降低光合效率，對作物生長和經(jīng)濟產(chǎn)量造成嚴重的負面影響。已有擬南芥和作物的不同葉綠素突變體被應用于葉綠素生物合成、葉綠體發(fā)育和光合效率的遺傳控制和分子機制的研究。油菜的葉綠素突變體也常被用于遺傳作圖和定位，但很少用于生理研究(Lin et al., 2022)。為此，西南大學農(nóng)學與生物科技學院的研究人員對油菜葉綠素缺失突變體同步進行了遺傳定位及生理分析，研究成果發(fā)表在今年的《BMC Plant Biology》雜志上。

其中生理分析采用了由國際植物表型儀器制造商Photons Systems Instruments（PSI）研發(fā)、北京易科泰生態(tài)技術(shù)有限公司提供全程技術(shù)支持的PlantScreen植物表型系統(tǒng)。

得益于超大面積的葉綠素熒光成像平臺、平臺XY自動傳送功能、完善成熟的植物注冊管理系統(tǒng)，PlantScreen系統(tǒng)能夠幫助研究人員輕松采集反映植物光合色素含量、光合生理狀態(tài)的海量數(shù)據(jù)，從而實現(xiàn)高通量的植物表型分析。

通過對整株油菜的葉綠素熒光成像，研究人員發(fā)現(xiàn)突變體的最小熒光和最大熒光均低于野生型，尤其是展開葉，表明突變體的色素含量顯著低于野生型。但統(tǒng)計發(fā)現(xiàn)，突變體的Fv/Fm、φPSII等葉綠素熒光參數(shù)與野生型無明顯差異，以上結(jié)果與沈陽農(nóng)業(yè)大學對小白菜失綠突變體的測量結(jié)果一致(Ye et al., 2019)。值得一提的是，沈陽農(nóng)業(yè)大學團隊使用了同樣來自PSI的便攜式FluorCam葉綠素熒光成像儀，獲得了真實可靠的光合熒光數(shù)據(jù)。

不過從下圖所呈現(xiàn)的成像圖可見，突變體呈現(xiàn)出較高的熒光參數(shù)空間異質(zhì)性，尚未展開的葉片表現(xiàn)出顯著降低的光化學轉(zhuǎn)化效率、電子傳遞速率和植物活性。

參考論文

1.Lin, N., Gao, Y., Zhou, Q., Ping, X., Li, J., Liu, L., & Yin, J. (2022). Genetic mapping and physiological analysis of chlorophyll-deficient mutant in Brassica napus L. BMC Plant Biology, 22(1), 244.

2.Ye, X., Ren, J., Huang, S., Chi, M., Zhang, Y., Feng, H., & Liu, Z. (2019). Physiological characterization and transcriptome analysis of a chlorosis mutant in pak choi. Acta Physiologiae Plantarum, 41(7), 122.

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