本文鑒定了一個(gè)普通小麥品種揚(yáng)麥158的葉色黃化突變體NAU31，并對(duì)控制其葉色黃化的基因Taymg進(jìn)行了精細(xì)定位。

葉色是植物生長(zhǎng)狀態(tài)的關(guān)鍵標(biāo)志，氮素缺乏，葉綠體發(fā)育不完全，葉綠素合成通路受阻都有可能引起植物葉色的變化。葉色變化通常會(huì)導(dǎo)致植物的光合作用能力發(fā)生改變，最終導(dǎo)致植物的株高，分蘗，生物量的積累等發(fā)生改變。小麥作為全球主要的糧食作物，其生物量的積累及農(nóng)藝性狀備受學(xué)者關(guān)注。發(fā)掘小麥葉色相關(guān)基因不但可以解析小麥中的葉綠素合成途徑，還可以有效的輔助育種工作的開(kāi)展。

圖1 NAU31與揚(yáng)麥158表型鑒定

本研究通過(guò)組織培養(yǎng)獲得了一株揚(yáng)麥158的黃化突變體，命名為NAU31。表型鑒定發(fā)現(xiàn)其葉色黃化貫穿整個(gè)生育期，且隨著生長(zhǎng)時(shí)間的增加，NAU31的葉色與野生型揚(yáng)麥158的差異也越來(lái)越明顯。農(nóng)藝性狀檢測(cè)發(fā)現(xiàn)：NAU31的株高、分蘗、穂長(zhǎng)、粒長(zhǎng)、粒寬和千粒重等均顯著低于揚(yáng)麥158。利用葉綠素?zé)晒獬上裣到y(tǒng)PhenoMate比較二者的光合作用相關(guān)指數(shù)發(fā)現(xiàn)：NAU31的葉綠素含量，F(xiàn)v/Fm(Maximum quantum efficiency)以及凈光合效率(Net photosynthetic rate)均低于揚(yáng)麥158，且這些都可能是由于NAU31的葉綠體形態(tài)及內(nèi)部結(jié)構(gòu)發(fā)生改變導(dǎo)致(圖1)。另外，與揚(yáng)麥158(對(duì)小麥白粉病中感)相比，NAU31表現(xiàn)出對(duì)小麥白粉病高抗。

圖2 Taymg的精細(xì)定位

遺傳分析表明NAU31的葉色黃化表型是由單基因控制的顯性性狀，將該基因命名為T(mén)aymg，結(jié)合小麥55K SNP芯片技術(shù)及作圖群體，我們將Taymg定位在普通小麥2DS染色體端部0.76Mb 區(qū)間內(nèi)(圖2)?？寺aymg將助于解析小麥葉綠體的發(fā)育過(guò)程并闡明其生長(zhǎng)發(fā)育與白粉病抗性之間的聯(lián)系。

紐約古根海姆博物館展出的PhenoMate系統(tǒng)

作者介紹：

該文章的第一作者為南京農(nóng)業(yè)大學(xué)博士研究生張恒。通訊作者為南京農(nóng)業(yè)大學(xué)，作物遺傳與種質(zhì)創(chuàng)新國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，細(xì)胞遺傳所王秀娥教授。

來(lái)源：

Zhang H , Chen Y , Niu Y , et al. Characterization and fine mapping of a leaf yellowing mutant in common wheat. Plant Growth Regulation. 2020. 10.1007/s10725-020-00633-0