一个大麦黄化突变体的突变机理及其遗传机制研究

作者：白道宽; 郭宝健; 洪益; 张萌娜; 朱娟; 吕超; 王菲菲; 许如根^*

来源：中国农业科技导报, 2023, 25(05): 34-45.

DOI：10.13304/j.nykjdb.2022.0761

• 大麦
• 突变体
• 温度
• 光合特性

为探究温度对大麦黄化突变体表型及光合特性的影响，以二棱啤用大麦品种‘扬农啤5号’及其经甲磺酸乙酯(ethyl methanesulfonate,EMS)诱变筛选到的黄化突变体G039为材料，测定分析田间自然条件和室内不同温度条件下突变体和野生型的叶色、植株主要性状、光合特性、组织结构及光合相关基因的表达；同时利用突变体与野生型及‘扬农啤7号’的杂种F1和F2群体，对突变基因进行遗传分析。结果表明，在自然低温条件下，G039苗期叶色呈现黄色，叶绿素a与叶绿素b含量较‘扬农啤5号’极显著降低；随着气温回升，叶色逐渐转绿，G039灌浆期叶绿素a与‘扬农啤5号’无差异，叶绿素b存在显著差异。G039的株高、穗长、穗下节间长、分蘖数与每穗粒数极显著低于‘扬农啤5号’，粒长、粒宽与千粒重极显著高于‘扬农啤5号’。不同温度处理下，突变体G039叶色受生长温度影响显著，低温造成G039叶绿体数目减少，基粒片层疏松；在10～20℃之间，温度越低，黄化越严重，SPAD值与叶绿素含量越低，净光合速率、胞间CO2浓度及水分利用率与‘扬农啤5号’的差异越大，大麦光合作用的最适温度在20℃左右。G039表型受1对隐性核基因控制。qRT-PCR结果显示，在不同温度下叶绿素合成、叶绿体发育及光系统建成等相关基因的表达在野生型与突变体G039间均存在极显著差异。以上结果为解析G039叶色突变机理和分子调控机制奠定基础。

• 单位
  扬州大学; 江苏省作物遗传生理重点实验室