叶绿素缺乏水稻突变体中光系统蛋白和叶绿素合成特性的研究

【目的】以叶绿素缺乏突变体水稻为材料,研究其光系统蛋白和叶绿素的合成特性,以揭示叶绿素的生物合成及其调控的机理。 【方法】通过蛋白质电泳、Western杂交、Northern杂交以及叶绿素前体物质的测定等来鉴定叶绿素缺乏突变体W1的黄化原因。 【结果】与野生型相比,叶绿素缺乏突变体W1的叶绿素含量明显减少,与之对应的是其类囊体膜蛋白的减少,特别是光系统II捕光色素蛋白(LHCII)三聚体含量的急剧减少。Western杂交进一步表明,W1的LHCII含量仅为野生型的1/3。编码LHCII脱辅基蛋白的cab基因在突变体W1和野生型中转录水平相仿。突变体W1叶绿素合成的前体物质从合成的起始δ-氨基乙酰丙酸(ALA)到原脱植基叶绿素(Pchlide)含量均等于或高于野生型,而脱植基叶绿素(Chlide)、叶绿素a和叶绿素b的含量均显著低于野生型。 【结论】通过突变体W1和野生型的比较说明,突变体W1LHCII脱辅基蛋白含量的减少并不是由于cab基因的转录量降低引起的。通过测定叶绿素合成的前体物质初步认为突变体W1叶绿素缺乏的原因是原脱植基叶绿素到脱植基叶绿素的合成效率降低所致。