水稻叶片淀粉累积早衰突变体 pls5 的鉴定及基因定

目的 本研究旨在对水稻叶片淀粉累积早衰突变体pls5进行表型分析及基因定位，探讨水稻叶片早衰的分子机制。 方法 对pls5突变体进行田间农艺性状调查和光合速率测定；于抽穗期对倒2叶(无明显早衰表型)、倒3叶(出现早衰)和倒4叶(严重早衰表型)进行色素和活性氧含量测定，观察叶绿体超微结构；利用Real-time PCR对淀粉代谢和衰老相关基因进行表达分析，以及候选基因的图位克隆与测序。 结果 pls5突变体早期大田生长正常，早衰表型始于分蘖后期，至乳熟期所有叶片衰老。与野生型相比，pls5突变体色素含量和净光合速率极显著降低，同时每穗总粒数、结实率和千粒质量显著下降。倒3叶叶绿体中积累大量的淀粉粒，类囊体片层由于淀粉粒的大量积累被挤压到细胞膜周围；倒4叶叶绿体中积累大量嗜锇体，类囊体片层解体。同时，pls5中淀粉代谢和衰老相关基因的表达显著上调，活性氧积累。遗传分析表明，pls5的突变表型是由隐性单基因突变引起的；利用图位克隆将目标基因定位在第5染色体的长臂标记P7和P4之间，物理距离154kb，共18个ORF；对区间内已报道基因ES5(Os05g0554400)测序，发现在第11个外显子存在437bp的插入，导致移码突变翻译提前终止，推测其为候选基因。 结论 pls5是早衰突变体es5的等位变异，在衰老叶片中存在淀粉累积，这些有利于进一步理解叶片早衰的内在机制。