油菜葉綠素缺失突變體的遺傳定位及生理分析

葉色突變能夠降低光合效率，對作物生長和經(jīng)濟產(chǎn)量造成嚴(yán)重的負(fù)面影響。已有擬南芥和作物的不同葉綠素突變體被應(yīng)用于葉綠素生物合成、葉綠體發(fā)育和光合效率的遺傳控制和分子機制的研究。油菜的葉綠素突變體也常被用于遺傳作圖和定位，但很少用于生理研究(Lin et al., 2022)。為此，西南大學(xué)農(nóng)學(xué)與生物科技學(xué)院的研究人員對油菜葉綠素缺失突變體同步進行了遺傳定位及生理分析，研究成果發(fā)表在今年的《BMC Plant Biology》雜志上。

其中生理分析采用了由國際植物表型儀器制造商Photons Systems Instruments（PSI）研發(fā)、北京易科泰生態(tài)技術(shù)有限公司提供全程技術(shù)支持的PlantScreen植物表型系統(tǒng)。

得益于超大面積的葉綠素?zé)晒獬上衿脚_、平臺XY自動傳送功能、完善成熟的植物注冊管理系統(tǒng)，PlantScreen系統(tǒng)能夠幫助研究人員輕松采集反映植物光合色素含量、光合生理狀態(tài)的海量數(shù)據(jù)，從而實現(xiàn)高通量的植物表型分析。

通過對整株油菜的葉綠素?zé)晒獬上瘢芯咳藛T發(fā)現(xiàn)突變體的最小熒光和最大熒光均低于野生型，尤其是展開葉，表明突變體的色素含量顯著低于野生型。但統(tǒng)計發(fā)現(xiàn)，突變體的Fv/Fm、φPSII等葉綠素?zé)晒鈪?shù)與野生型無明顯差異，以上結(jié)果與沈陽農(nóng)業(yè)大學(xué)對小白菜失綠突變體的測量結(jié)果一致(Ye et al., 2019)。值得一提的是，沈陽農(nóng)業(yè)大學(xué)團隊使用了同樣來自PSI的便攜式FluorCam葉綠素?zé)晒獬上駜x，獲得了真實可靠的光合熒光數(shù)據(jù)。

不過從下圖所呈現(xiàn)的成像圖可見，突變體呈現(xiàn)出較高的熒光參數(shù)空間異質(zhì)性，尚未展開的葉片表現(xiàn)出顯著降低的光化學(xué)轉(zhuǎn)化效率、電子傳遞速率和植物活性。

參考論文

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.

北京易科泰EcoTech®實驗室提供表型研究技術(shù)全面解決方案與技術(shù)服務(wù)：

1.FluorCam葉綠素?zé)晒獬上窦夹g(shù)方案，包括便攜式、臺式、模塊式、野外移動式、樣帶式FluorCam葉綠素?zé)晒獬上裣到y(tǒng)，及FKM顯微葉綠素?zé)晒獬上衽c光譜分析系統(tǒng)

2.PlantScreen高通量植物表型成像分析技術(shù)方案，包括傳送帶版、XYZ版、野外版、臺式及移動式等

3.UV-MCF紫外光激發(fā)多光譜熒光成像與高光譜熒光成像技術(shù)方案（下圖葡萄葉葉綠素?zé)晒獬上衽c多光譜熒光成像源自：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）

1.PhenoTron^®復(fù)式智能LED光源培養(yǎng)與光譜成像分析平臺

2.PhenoPlot^®輕便型植物表型成像分析系統(tǒng)

3.PhenoPlot®懸浮雙軌式表型成像分析系統(tǒng)

4.PhenoTron®-HSI多功能高光譜成像分析系統(tǒng)

5.PhenoTron®PTS植物光譜成像分析平臺

6.PhenoTron®-XYZ表型成像分析系統(tǒng)

7.iFL便攜式光合-熒光復(fù)合測量系統(tǒng)