黄瓜 CsSIG2基因突变探秘：解锁叶绿体发育与叶片变绿机制

《Theoretical and Applied Genetics》：Regreening mechanisms in cucumber: insights from a CsSIG2 mutation affecting chloroplast development

为探究黄瓜叶片变色机制，研究定位出 CsSIG2基因，揭示其突变与叶绿体发育及叶片变绿的关联。

　　叶绿体发育和叶片颜色是对植物光合作用及整体活力有重要影响的关键性状。本研究聚焦黄瓜的一种自然突变现象，该突变会使黄瓜呈现出 “绿转黄”（Csvl-6）的叶片颜色表型，即子叶和幼叶初期为黄色，随着植株成熟逐渐转变为绿色。研究人员运用混合分组分析法（bulked segregant analysis）和遗传连锁图谱定位技术，将最有可能的候选基因 ——σ 因子 2（CsSIG2）定位到 6 号染色体上，并发现一个非同义单核苷酸多态性（SNP），它会导致CsSIG2蛋白中的精氨酸被甘氨酸取代。通过比较转录组分析发现，这种突变会干扰早期叶绿体的生物合成，并延缓叶绿素的积累，但叶绿体在叶片发育后期能够恢复功能，从而使叶片变绿。研究结果显示，这种恢复现象涉及到与类囊体膜形成和光系统功能相关的叶绿体编码基因的上调，以及与叶绿素代谢相关的转录因子表达的改变。该研究阐明了黄瓜叶绿体发育的遗传和分子基础，为叶片变绿机制提供了有价值的见解，有望为未来通过调控叶片颜色性状提升作物性能的育种工作提供指导。