甘蓝型油菜叶片白化分子机理研究

【摘要】：叶色突变体是研究色素代谢和叶绿体发育机制的重要种质资源。为解析甘蓝型油菜温度敏感型白叶突变体形成的分子机制，本研究对两个甘蓝型油菜人工合成种姊妹系绿叶G7097和白叶W7105进行了生理指标测定和转录组分析。在冬季低温条件下，W7105白叶的叶绿素和类胡萝卜素含量显著减少，叶绿体发育异常。与绿叶相比，白叶的净光合速率（Pn）显著降低，细胞间CO_(2)浓度（Ci）显著升高。在三个不同发育时期摘取G7097和W7105叶片进行转录组测序，共检测到1532个与叶色相关的差异表达基因（DEGs），包括540个上调的DEGs和992个下调的DEGs。GO和KEGG富集分析结果显示，W7105白化叶片中上调的DEGs显著富集在蛋白酶体、翻译过程、碳水化合物和能量代谢途径；而下调的DEGs则与叶绿体、光合作用和电子传递链显著相关。参与叶绿素和类胡萝卜素生物合成的多个基因在W7105白叶中下调表达，证实白化叶片中叶绿素和类胡萝卜素代谢也受到了影响。研究结果为进一步定位和克隆甘蓝型油菜叶片白化关键基因以及阐述油菜白叶形成的分子机制奠定了理论基础。