玉米黄叶基因ZmNPPR5的克隆

叶色突变体往往伴随着叶绿素含量变化及叶绿体结构异常,是研究叶绿体发育与光合作用相关基因功能的重要材料.本研究鉴定了一个玉米叶片黄化的自然突变体74101,该突变体整个生育期均表现为叶片黄化,总叶绿素含量比野生型(74101-WT)下降53.38％,净光合速率下降25.63％.透射电子显微镜结果显示,74101中叶绿体类囊体结构紊乱,基质片层排列稀疏,无基粒结构.遗传分析与精细定位结果表明74101突变表型受1对隐性核基因控制,位于玉米第5号染色体长臂的标记K-138和K-27之间约76.05 kb物理区间内.对该区间4个候选基因测序分析发现,编码PPR蛋白的ZmNPPR5(Zm00001eb252430)基因第1126位核苷酸碱基发生突变(C-T).与EMS突变体等位性分析进一步验证ZmNPPR5基因控制叶片黄化表型,亚细胞定位显示其在细胞核中表达.本研究成功克隆了玉米新的黄化基因ZmNPPR5,为进一步研究PPR蛋白调控叶绿体发育和叶绿素合成奠定了基础.