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来凯凯等
, 2011,
水稻叶片与光合效率的相关特性研究分析
,
分子植物育种
Vol.9 No.54 (doi: 10.5376/mpb.cn.2011.09.0054)
1405
和光合作用能力的增强。
3.2
影响光合作用的叶色基因研究
叶色突变体通常直接影响植株的光合效率，
因此是植物叶绿素生物合成、叶绿体结构、功能、
遗传、分化与发育以及细胞器的移植、细胞融合、
遗传转化、基因表达调控等基础研究的理想材料。
由于植物叶绿素合成、调控的步骤繁多，参与的
基因和编码的蛋白种类多，因此导致叶色突变体
的分子机制同样复杂多样。表
2
是已经克隆的影响
光合作用的叶色基因，他们主要影响叶绿素的合
成和调控，包括了叶绿素合成途径、血红素合成
途径、叶绿素的循环和降解途径、叶绿体发育和
分化途径以及调控质核信号途径。其中在水稻中
至今还未克隆到与血红素合成途径相关的基因，
在质核信号途径与叶绿素循环和降解途径上克隆
到的基因也比较少。
借助于水稻全基因组测序的完成和重测序技
术的成熟，在未来几年克隆的基因会不断增加，相
关基因的分子调控机理也会逐渐明晰，从而可以为
高产育种提供有益的参考。
4
展望
提高水稻光合效率为水稻扩
“
源
”
奠定了坚实的
基础，同时也是获得高产的主要途径之一。从叶形
方面来讲，主要是通过合理增加叶面积指数和改善
叶片受光姿态来提高水稻的光合效率，达到增加产
量的目的，传统高产育种与栽培措施相结合已经做
表
2
已克隆的影响水稻光合作用的叶色基因
Table 2 The leaf colour of affect photosynthetic that have been cloning in rice
基因
Gene
染色体
Chromosome
作用
Function
途径
Pathway
参考文献
Reference
CDE(t)
(
谷氨酸
tRNA
合
成酶基因
)
Chlorophyll
deficient 1,
temporally
2
CDE(t)
编码谷氨酸
tRNA
合成酶
Cde1(t) gene encode glutamyl Trna
synthetase
叶绿素合成途径
Chlorophyll
biosynthesis pathway
Liu et al.,
2007
CHLI
和
CHLD
(
镁离子
螯合酶
I
和
D
亚基
)
Chlorophyll I and D
subunit
3
CHLI
和
CHLD
编码镁离子螯合酶
I
和
D
亚
基
CHLI and CHLD encodes Mg-chelatase I and
D subunit
叶绿素合成途径
Chlorophyll
biosynthesis pathway
Zhang et
al., 2006
CHLH
(
镁离子螯合酶
H
亚基
)
Chlorophyll H subunit
3
CHLH
编码镁离子螯合酶
H
亚基
CHLH encodes Mg-chelatase H subunit
叶绿素合成途径
Chlorophyll
biosynthesis pathway
Jung et al.,
2003
YGL1
(
叶绿素合成酶基
因
)
Yellow-green leaf1
5
YGL1
编码叶绿体蛋白
,
这些蛋白受
Chl
或
Chl
的前体细胞的反馈调节
YGL1 encodes various chloroplast proteins
might be feedback regulated by the level of
Chl or Chl precursors
叶绿素合成途径
Chlorophyll
biosynthesis pathway
Wu et al.,
2007
OsDVR
(
联乙烯还原酶基
因
)
Divinyl reductase in rice
3
OsDVR
编码一个有功能的联乙烯还原酶基
因
OsDVR encodes a functional divinyl reductase
叶绿素合成途径
Chlorophyll
biosynthesis pathway .
王平荣等
,
2009
Wang et
al., 2009
osCAO1
和
osCAO2
(
叶绿
素
a
加氧酶基因
)
Chlorophyll a oxygenase
10
OsCAO1
在叶绿素
b
合成中起主要作用
,
OsCAO2
可能在暗中行使功能
OsCAO1 plays a major role in chlorophyll b
biosynthesis, and OsCAO2 may function in
the dark
叶 绿 素 循 环 途 径
Chlorophyll
circulation pathway
Lee et al.,
2005
NYC1
和
NOL
(
叶绿素
b
还原酶基因
)
Non-yellow coloning1and
Non-yellow coloning1
like
1
NYC1
和
NOL
都是叶绿体
b
还原酶基因
,
编
码短链脱氢酶
/
还原酶
NYC1 is a chlorophyll b reductase gene,
encodes a membrane-localized short-chain
dehydrogenase/reductase
叶绿素降解途径
Chlorophyll
degradation pathway
Kusaba et
al., 2007
Sato
et.al.,2009