一个控制水稻叶色白化转绿及多分蘖矮杆性状基(4)

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作物学报第３８卷

和总叶绿素含量分别只有亲本的３．５７％、１．４１％和

３．０５％，而叶绿素“叶绿素ｂ比值（６．５６）显著高于突变体亲本。与叶绿素含量减少相对应，苗期突变体净光合速率比亲本减少３５．３％。突变体叶片转绿后，两者的叶绿素含量和净光合速率并没有显著差异，表明突变体的叶绿素含量和净光合速率已经到达正

常水平。上述结果揭示突变体白化是叶绿素缺失的一种表型。

２．３

ｈｆａ－１叶绿体结构异常

利用电子显微镜观察不同时期ｈｆａ．Ｊ和突变体

亲本叶片细胞的超微结构。结果表明，白化期突变

体叶片细胞超微结构与亲本明显不同。不同发育时期亲本的叶绿体均正常发育，含有大量的叶绿体基

围１苗期突变体ｈｆａ－Ｉ与亲本Ｆｒａｎｃｉｓ的裹型Ｆｉｇ．１Ｐｈｅｎｏ圩ｐｅｓｏｆｔｈｅｍｕｔａｎｔ蜘－１ａｎｄｔｈｅｗｉｌｄｔｙｐｅ

Ｆｒａｎｃｉｓａｔｓｅｅｄｌｉｎｇｓｔａ辨Ａ—Ｄ：第１－４叶期突变体和亲本表型；Ｅ—Ｈ：不同温度（１５℃、２０＂（２、２５＂Ｃ、３０℃）下突变体和亲本的表型。左边为＾向．Ｊ，右边

为Ｆｒａｎｃｉｓ。

Ａ—Ｄ：Ｐｈｅｎｏｔｙｐｅｓｏｆｔｈｅｍｕｔａｎｔａｎｄｔｈｅｗｉｌｄｔｙｐｅａｔｔｈｅｌｓｔ－４ｔｈｌｅａｆｓｔａｇｅｓ；Ｅ—Ｈ：Ｐｈｅｎｏｔｙｐｅｓｏｆｔｈｅｍｕｔａｎｔａｎｄｔｈｅｗｉｌｄｔｙｐｅｕｎｄｅｒｄｉｆｆｅｒｅｎｔｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｓ（１５＂Ｃ。２０＂（２，２５＂（２．３０℃）Ｌｅｆｔ：＾廓一ｊ；Ｒｉｇｈｔ：

Ｆｒａｎｃｉｓ

粒、淀粉粒和整齐排列的类囊体薄片（图２一Ａ）。突变体白化期叶绿体的多数细胞质和细胞器分散到细胞

壁周围，整个细胞严重降解，形成大空隙（图２－Ｂ）；质体数量少且体积小，除内外膜，其他部位缺失叶绿体基粒和类囊体薄片（图２－ｃ，Ｄ）。转绿期突变体部

分质体迅速生长。叶绿体基粒和类囊体薄片数量快速增加；完全转绿后，突变体叶绿体发育恢复正常，

叶绿体变为椭圆形且类囊体膜逐渐增加并按顺序排

表明，二叶期突变体的叶绿素含量和净光合速率明显不同于突变体亲本。突变体叶绿素ａ、叶绿素ｂ

表１

列（图２．Ｅ，Ｆ）。上述结果揭示突变体质体发育不良导

致叶绿体结构异常，最终影响叶绿素合成。

Ｔａｂｌｅ１Ｃｏｎｔｅｎｔ

突变体＾向－１与亲本的叶绿素含量和净光合速率

ｏｆｃｈｌｏｒｏｐｈｙｌｌａｎｄｔｈｅｐｈｏｔｏｓｙｎｔｈｅｔｉｃｒａｔｅｏｆｔｈｅｍｕｔａｎｔｈｆａ－１ａｎｄｔｈｅ

ｗｉｌｄ

ｔｙｐｅ（ｉ±锄

”表示极显著差异（１％）；‘表示显著差异（５％）。

”Ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅａｔｔｈｅｌ％ｌｅｖｅｌｓ；‘ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅａｔｔｈｅ５％ｌｅｖｅｌｓ

２．４

ｈｆａ．１表现多分蘖矮秆

ｈｆａ．Ｊ叶片转绿后比亲本提前进入分蘖期，并出

和２次分蘖组成。上述结果表明突变体的分蘖生长模式发生了改变。

现多分蘖表型。田间种植的突变体平均分蘖数为

４１．４，比亲本平均分蘖（７．８）增加４．３１倍（图３和表２）。移栽后８．７ｄ，＾向．』‘主茎第一节开始长分蘖芽，而亲本则迟至移载后１９．２ｄ。另外突变体的分蘖天数比

除多分蘖外，ｈｆａ．ｊ同时伴随植株矮化（图４．Ａ）。

与亲本（９３．２８ｃｍ±１．１７ｃｍ）相比，抽穗期ｈｆａ—Ｊ株高

（６７．８８ｃｍ±０．３８ｃｍ）减少２７．２％。为鉴定ｈ．ｆａ．Ｊ的节

间伸长模型，分别测量突变体和亲本的地上部节间及穗长度。结果表明，ｈ．ｆａ．』的穗和所有节间长度均比突变体亲本缩短，其中底部３个节间最为明显。

亲本延长４８．９％（４０．５±１．０

ＶＳ

２７．２±１．６）。亲本分蘖主

要发生在第２到第７节，分蘖芽集中在上面３节．而

突变体的分蘖芽却一直长到第８节。此外，突变体主要由２次和３次分蘖组成，而亲本则完全由１次从上到下突变体的穗和节间长度分别减少３１．０２％、

３３．８９％、３７．５５％、５９．５ｌ％、５０．２５％和５０．８３％（图４．Ｂ，