论文部分内容阅读
化学诱变是水稻育种中一种有效方法。叶色突变是化学诱变中出现频率较高的表型,特别是致死的叶片白化突变频率最高。大多数叶色突变体因光合作用受影响而不能正常生长和完成生活史,没有应用价值。本研究室通过化学诱变获得3个能正常生长的淡黄色程度略有差别的叶色突变水稻材料mQ64、m3038以及m4607。本研究以这3个淡黄色突变体为材料,研究其光合生理特性,促进叶色突变体的分子机制研究和在杂交水稻中的应用。主要结果如下:1.与野生型相比,化学诱变的淡黄叶色突变体的叶绿素含量都有不同程度下降,mQ64、m3038和m4607的总叶绿素含量分别为野生型的64.8%、53.6%和44.8%。研究结果表明,化学诱变突变体叶色变为淡黄叶是叶绿素含量减少所致。2.通过对叶绿素合成途径的前体物质含量比较发现,突变体mQ64和m3038的原卟啉Ⅸ(ProtoⅨ)含量显著低于野生型,因此,由粪卟啉原Ⅲ(CoprogenⅢ)合成原卟啉Ⅸ(ProtoⅨ)的效率降低是导致这两个突变体叶绿素含量减少的原因。m4607的尿卟啉原Ⅲ(UrogenⅢ)含量明显减少,故该突变体叶绿素合成途径的异常发生在PBG合成尿卟啉原Ⅲ(UrogenⅢ)。3.在弱光条件下突变体mQ64、m3038和m4607的净光合速率均低于野生型;在强光条件下突变体mQ64和m3038的净光合速率高于野生型且没有光抑制现象,突变体m4607的净光合速率低于野生型且没有光抑制现象。4.通过对叶绿素荧光参数的测定比较发现,突变材料mQ64、m3038的Fv’/Fm’、ΦPSⅡ、qP以及ETR值均高于野生型,qN却低于野生型,说明这两个突变材料具有较强的PSⅡ活性,较高的光能转化效率以及较高的电子传递速率;m4607的Fv’/Fm’、ΦPSⅡ以及qN均低于野生型,qP和ETR的值高于野生型,表明较高的电子传递效率不足以补偿捕光能力的降低。5.通过对表型比较,突变材料mQ64和m3038的表型与野生型基本一致,而m4607比野生型矮小。从上述研究结果可知mQ64和m3038在强光条件下具有高光效特点,生长发育正常,可作为选育水稻不育系的叶色标记性状用于杂交制种,减少制种田的除杂成本,提高杂交制种的种子纯度。而m4607由于叶绿素含量过低,光合速率低于野生型,导致生长量下降,不能作为叶色标记应用于杂交水稻。