绿小米和白小米谷子籽粒叶绿素合成途径结构基因的表达分析

• 作者: 侯思宇 刘晶 张彬 李红英 李萌 王俊杰 韩渊怀
• 来源期刊: 中国农业科学
• 关键词: 小米 叶绿素 生物合成 SiCAO 超微结构
• 年，卷（期）: 2020,（12）
• 所属期刊栏目: 作物遗传育种·种质资源·分子遗传学
• 页码范围: 2331-2339
• 页数: 9页
• 字数: 6035字
• 语种: 中文
• DOI: 10.3864/j.issn.0578-1752.2020.12.002

摘要

[目的]不同种类色素积累使小米呈现出不同的颜色性状.通过对比绿色小米和白色小米间的米色表型差异、不同色差指标值、叶绿素含量、籽粒内部超微结构和叶绿素合成途径结构基因的表达差异,找出导致绿色和白色小米颜色差异的关键酶基因,探索绿色小米米色形成的分子机制.[方法]利用色差仪对米色(L*、a*、b*)值进行测定;采用紫外分光光度计法分别对绿小米和白小米籽粒中叶绿素a、b及总叶绿素含量进行测定;通过透射电镜观察分析处于灌浆中期的小米籽粒内部淀粉体和质体小球的大小和数量;同时采用qRT-PCR方法对叶绿素合成途径上游和下游共18个结构基因在不同米色表型的3个品种中的表达模式进行了分析;并以谷子幼苗叶片DNA为模板,对不同米色品种谷子中SiCAO全长进行克隆及序列比对分析.[结果]大青谷和露米青谷脱壳后的小米颜色为绿色,牛毛白的小米颜色为白色,且色差仪检测结果显示绿色小米的绿度指标a*值低于白色小米;2个绿色小米籽粒中的Chla、Chlb和Chl含量均显著高于白色小米籽粒,且在白色小米籽粒中仅检测到0.006 mg·g-1的Chlb;qRT-PCR结果显示,SiCAO在白米品种籽粒中几乎不表达,而其在2个绿小米品种籽粒中都有高峰度表达,SiCAO在不同米色品种中的极显著差异表达是它们呈现米色表型差异的主要原因;从3个品种中分别克隆出开放阅读框架为1626 bp的SiCAO,它们分别在第171、184、195、286、318个氨基酸处存在差异;超微结构观察表明,谷子籽粒胚乳层主要由单粒淀粉体构成,绿小米较白小米中的淀粉体个体较大、着色深,且绿小米淀粉体周围充满了质体小球及圆球体,这种差异可能对籽粒中色素积累产生影响.[结论]SiCAO在绿米品种籽粒中的过量表达和在白米品种籽粒中的不表达是导致绿色和白色小米籽粒叶绿素含量差异,进而使得它们分别呈现绿色和白色表型的主要原因之一.

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	侯思宇	山西农业大学农学院	16	42	4.0	6.0
2	李萌	山西农业大学农学院	4	0	0.0	0.0
3	韩渊怀	山西农业大学农学院	31	68	4.0	8.0
4	李红英	山西农业大学农学院	10	19	3.0	4.0
5	张彬	山西农业大学农学院	34	150	6.0	11.0
6	刘晶	山西农业大学农学院	4	6	2.0	2.0
7	王俊杰	山西农业大学农学院	2	0	0.0	0.0