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桑树叶色突变体色素变化及其分子机理的研究

刘美娟  
【摘要】:叶色突变体是研究光合系统结构、功能及其调控机制的理想材料,在培育新品种方面也有很高的应用价值,桑树叶色突变体是稀有的种质资源,研究其生理生化特性及突变机理具有重大意义。 本研究首先利用无性繁殖技术探讨了桑树白化叶色突变体(Cty-Wm)和黄化叶色突变体(Cty-Ym)的遗传特性,结果表明两者均为稳定遗传变异,其中白化突变体由于自身不能进行光合作用而无法存活,属于致死突变。 为确定桑树黄化突变体的突变类型,测定了不同时期突变体的色素含量,结果表明黄化突变体的叶绿素a、叶绿素b和类胡萝卜素含量仅为对照桑的25%、18%和43%,而晚秋时叶绿素含量明显增加,类胡萝卜素含量则几乎没有变化,说明黄化突变体Cty-Ym属于缺总Chl型,叶色黄化与叶绿素含量减少有关。 在离体培养条件下,探讨了桑树黄化突变体的生物学特性,发现在不同温度及光照条件下均表现黄化特征,证明该突变体叶色黄化与否与温度变化无关,不属于温敏型或光敏型叶色突变体,但突变体的黄化程度受温度影响而有一定的变化。 为探讨突变体变异的分子机理,采用三种方法提取突变体和对照桑叶片的基因组DNA,结果表明2×CTAB提取法效果较好。在建立稳定的RAPD技术体系的基础上,采用10个引物对突变体和对照桑叶片DNA进行RAPD分析,有5个引物扩增出丰富的条带,其中用引物B107进行RAPD扩增反应,在突变体和对照桑之间得到了不同的结果。 采用IEF/SDS-PAGE双向电泳技术分离了突变体和对照桑叶片蛋白质,应用PDQuest软件分析结果,发现184个蛋白位点中有36处差异明显。切耿其中差异最为明显的SSP2801位点蛋白进行胶内酶切、LC-MS分析,并应用Mascot软件检索鉴定,结果表明该蛋白组分为RUBP羧化酶的大亚基,其在突变体中含量明显减少,仅为对照的26%,表明突变体叶色黄化与RUBP羧化酶大亚基含量减少也有关系。


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