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大白菜(Brassica rapa L.ssp.pekinensis)是一种中国传统的且广泛栽培的蔬菜作物。叶片是大白菜重要的产品器官,同时也是进行光合作用的主要部位。叶色是大白菜重要的农艺性状和商品性状,大白菜叶色研究具有重要的理论意义和生产价值。叶色突变体已成为研究生理和代谢过程的重要模型。黄化突变体lcm4(leaf chlorosis mutant 4)是利用EMS诱变大白菜DH系‘FT’种子获得的一个稳定遗传的叶色突变体。本文分析了lcm4的生长发育特性、光合生理特性,明确了其遗传规律,预测了候选突变基因。主要的研究结果如下:1.自苗期开始,黄化突变体lcm4就表现出明显的黄化表型,并且全生育期均呈现黄化的特点。与野生型‘FT’相比,lcm4虽然可以正常生长发育,但苗期干重显著低于‘FT’,并且株型较小。2.突变体叶片光合色素(Chla、Chlb、Car)的含量均显著低于野生型,光合色素的减少对其光合作用产生了一定影响,lcm4的主要光合作用参数(Pn、Gs、Tr)显著低于野生型。除此之外,主要叶绿素荧光参数(Fo、Fm、Fo’、Fm’、Fv/Fm)的下降,表明突变体的光能传递和利用能力也受到影响。3.利用透射电镜观察叶片中叶绿体的超微结构,野生型‘FT’叶片中的叶绿体形状正常,结构完整,发育良好,而lcm4叶片中的叶绿体结构发生了退化,类囊体结构受损,嗜锇颗粒增多,整个叶绿体的发育受到阻碍。4.遗传分析表明,黄化突变性状受到单隐性核基因(lcm4)控制。利用MutMap结合KASP基因分型技术,预测编码Mg-螯合酶I亚基的基因BraA01g009960.3C为候选突变基因。此基因在A01染色体的5094365bp处发生了一个SNP的突变(C→T),导致翻译提前终止。5.对突变体及野生型叶片转录组深度测序,共检测出105个差异表达基因(DEGs),共显著富集到13条GO terms和2条KEGG Pathway,除此之外还检测到与叶色相关的通路,包括卟啉和叶绿素代谢、苯丙烷类生物合成和植物激素信号转导等。利用荧光定量PCR技术对9个差异表达基因进行分析,结果总体上验证了转录组测序的结果。