番茄是一种世界性经济作物,其产品品质及产量的形成受植物光合效率影响并与叶片中叶绿素的含量密切相关。叶色突变是一种常见且易于鉴定的表型,开展叶色突变体的研究对阐明高等植物叶绿素合成降解、叶绿体分化发育及光合作用调控机理,以及利用基因工程提高作物光合效率增加作物产量具有重要的理论价值。本研究以番茄叶片白化转绿突变体white virescent(wv)LA1526为研究对象,通过对突变体的表型鉴定、遗传分析、基因定位等研究,从植物生理、遗传和分子水平探究突变体表型形成的分子机理,为在番茄遗传育种培育高光合效率的新品种提供一定的理论依据。主要研究结果如下:1、wv突变体LA1526属于环境敏感型突变体,其表型可能同时受温度与光照影响。在冬季田间育苗过程中,突变体的叶片在三叶期前表现白化表型,随后逐渐返绿,成熟叶片恢复正常,而顶端叶片一直保持黄化状态;在夏季田间以及恒温绿化间育苗过程中,突变体顶端叶片不出现白化表型,始终保持黄化状态。2、wv突变体LA1526光合生理指标研究表明,突变体顶端叶片的叶绿素a含量与对照Ailsa Craig无显著差异,但叶绿素b和总叶绿素含量极显著低于对照,总类胡萝卜素含量极显著高于对照;突变体顶端叶片光系统II的实际光能转换效率(Y(II))和电子传递速率(ETR)均极显著低于对照。利用透射电子显微镜(TEM)观察叶片叶绿体超微结构,发现突变体顶端叶片中的叶绿体结构基本完整,但与对照Ailsa Craig相比,其叶绿体内囊体中的基粒片层排列杂乱,垛叠数较少。另外,叶绿体中嗜锇体数量明显增多,且没有观察到淀粉粒等有机物合成。3、通过比对Tanksley等1992年发布的番茄高密度分子连锁图谱和第2条染色体的ILs图谱,推断wv基因位于番茄第2条染色体长臂的中间区域,与Prx-2,3基因连锁,位于番茄腺毛控制基因Wo上游,对应于渐渗系IL2-3所渗入的片段。以wv突变体LA1526为父本,渐渗系IL2-3为母本进行杂交,构建F2遗传分离群体。遗传分析表明,LA1526的突变表型受隐性核基因控制。4、利用番茄基因组数据开发并筛选出12对具有稳定多态性的InDel标记用于目的基因定位。利用从IL2-3×LA1526的F2代作图群体中分离出的186株具有突变表型的番茄单株及5对InDel标记,通过图位克隆技术,将wv基因定位于wv-c13和wv-c24标记之间,与wv-c13、wv-c24分别相距0.27 cM和1.09 cM;进一步扩大F2代作图群体,利用从中分离出的2368株具有突变表型的番茄单株,最终将wv基因定位于wv-c53和wv-c75标记之间,约94kb的物理区间内,与wv-c53、wv-c75标记分别发生1次和5次交换。5、利用基因分析与预测网站,在候选区域及其下游边缘预测到19个开放阅读框(ORFs)。设计候选区域中所有基因以及Solyc02g079720、Solyc02g079730、Solyc02g079740、Solyc02g079750、Solyc02g079760、Solyc02g079770启动子的扩增引物,分别在LA1526和对照Ailsa Craig中扩增测序。结果发现,在LA1526中,目标片段均未在片段长度及碱基序列上发生变化。推测该结果产生的原因可能有两种:一、突变发生在某个未扩增测序的基因启动子中;二、突变表型由候选区域中某个基因表达量变化引起,而这种基因表达量的变化可能与表观遗传变异相关。6、利用Q-RT-PCR方法,分析Solyc02g079720、Solyc02g079730、Solyc02g079740、Solyc02g079750、Solyc02g079760、Solyc02g079770 6个可能与植物光合作用、叶绿体发育以及信号转导相关的候选基因在LA1526和对照Ailsa Craig叶片中的表达量。结果显示,编码硫氧还蛋白的Solyc02g079730在LA1526叶片中的表达量显著低于对照Ailsa Craig;利用VIGS技术对候选基因进行功能验证,分别构建了Solyc02g079730、Solyc02g079740、Solyc02g079750、Solyc02g079760的pTRV2病毒表达载体,以对照Ailsa Craig为受体,通过农杆菌侵染注射法进行接种侵染。结果显示,单独沉默以上4个基因并未使对照Ailsa Craig表现突变表型。