玉米碳水化合物分配缺陷突变体ygl3的光合特性及遗传分析

作者：刘忠祥; 李永生; 王晓娟; 连晓荣; 梁根生; 寇向龙; 何海军; 杨彦忠; 周文期; 周玉乾^*

来源：玉米科学, 2023, 1-14.

• 玉米
• 碳水化合物
• 突变体ygl3
• 光合特性
• 遗传分析

以快中子辐射诱变玉米自交系PH6WC筛选得到的碳水化合物分配缺陷突变体ygl3为材料，通过叶片内叶绿素含量和碳水化合物含量的测定、叶绿体结构显微观察、光合特性和遗传特性等分析发现，与野生型相比突变体叶绿体数目变少，形态松散，维管束鞘叶绿体积累了大量的淀粉，淀粉颗粒排列不规则且体积增大，导致了叶绿体的膨胀和膜结构的破坏；叶片中淀粉、葡萄糖、果糖的含量都显著高于野生型，表现出玉米碳水化合物分配缺陷的典型表型特征；突变体的叶绿素a、叶绿素b及总叶绿素含量都显著低于野生型；净光合速率(Photo)、气孔导度(Cond)、蒸腾速率(Trmmol)均极显著低于野生型，而胞间二氧化碳浓度(Ci)高于野生型。遗传分析表明，(ygl3×Mo17)F2分离群体突变型(黄化)与野生型(绿色)植株性状分离符合1:3分离比例，表明该突变体受单个核隐性基因控制；通过BSR-seq和交换单株基因型分析，将目的基因定位在3号染色体标记1812和1820间约830kb的物理区间内。推测该基因YGL3可能是一个调控玉米黄绿叶发育和碳水化合物分配未被挖掘的候选基因。本研究结果初步阐述了突变体ygl3的光合特性和遗传效应，从生理和分子水平上阐明了碳水化合物分配缺陷和黄化产生的原因，从而为植物叶色遗传、植物光合系统的研究以及玉米碳水化合分配缺陷机制提供有益的理论补充和优异的种质资源。

• 单位
  甘肃省农业科学院作物研究所; 甘肃省农业科学院