油菜叶绿素缺失突变体的遗传定位及生理分析

叶色突变能够降低光合效率，对作物生长和经济产量造成严重的负面影响。已有拟南芥和作物的不同叶绿素突变体被应用于叶绿素生物合成、叶绿体发育和光合效率的遗传控制和分子机制的研究。油菜的叶绿素突变体也常被用于遗传作图和定位，但很少用于生理研究(Lin et al., 2022)。为此，西南大学农学与生物科技学院的研究人员对油菜叶绿素缺失突变体同步进行了遗传定位及生理分析，研究成果发表在今年的《BMC Plant Biology》杂志上。

其中生理分析采用了由国际知名植物表型仪器制造商Photons Systems Instruments（PSI）研发、北京易科泰生态技术有限公司提供全程技术支持的PlantScreen植物表型系统。

得益于超大面积的叶绿素荧光成像平台、平台XY自动传送功能、完善成熟的植物注册管理系统，PlantScreen系统能够帮助研究人员轻松采集反映植物光合色素含量、光合生理状态的海量数据，从而实现高通量的植物表型分析。

通过对整株油菜的叶绿素荧光成像，研究人员发现突变体的小荧光和ZD荧光均低于野生型，尤其是完全展开叶，表明突变体的色素含量显著低于野生型。但统计发现，突变体的Fv/Fm、φPSII等叶绿素荧光参数与野生型无明显差异，以上结果与沈阳农业大学对小白菜失绿突变体的测量结果一致(Ye et al., 2019)。值得一提的是，沈阳农业大学团队使用了同样来自PSI的便携式FluorCam叶绿素荧光成像仪，获得了真实可靠的光合荧光数据。

不过从下图所呈现的成像图可见，突变体呈现出较高的荧光参数空间异质性，尚未完全展开的叶片表现出显著降低的光化学转化效率、电子传递速率和植物活性。

参考论文

1. Lin, N., Gao, Y., Zhou, Q., Ping, X., Li, J., Liu, L., & Yin, J. (2022). Genetic mapping and physiological analysis of chlorophyll-deficient mutant in Brassica napus L. BMC Plant Biology, 22(1), 244.

2. Ye, X., Ren, J., Huang, S., Chi, M., Zhang, Y., Feng, H., & Liu, Z. (2019). Physiological characterization and transcriptome analysis of a chlorosis mutant in pak choi. Acta Physiologiae Plantarum, 41(7), 122.

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3. UV-MCF紫外光激发多光谱荧光成像与高光谱荧光成像技术方案（下图葡萄叶叶绿素荧光成像与多光谱荧光成像源自：Rafael Montero et al. Alterations in primary and secondary metabolism in Vitis vinifera ‘Malavasia de Banyalbufar’ upon infection with Grapevine leafroll-associated virus 3. Physiologia Plantarum, 2016）

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