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저자정보
Tong‑Mei Gao (Nanjing Agricultural University) Shuang‑Ling Wei (Henan Academy of Agricultural Sciences) Jing Chen (Nanjing Agricultural University) Yin Wu (Henan Academy of Agricultural Sciences) Feng Li (Henan Academy of Agricultural Sciences) Li‑Bin Wei (Henan Academy of Agricultural Sciences) Chun Li (Henan Academy of Agricultural Sciences) Yan‑Juan Zeng (Henan Academy of Agricultural Sciences) Yuan Tian (Henan Academy of Agricultural Sciences) Dong‑Yong Wang (Henan Academy of Agricultural Sciences) Hai‑Yang Zhang (Nanjing Agricultural University)
저널정보
한국유전학회 Genes & Genomics Genes & Genomics Vol.42 No.1
발행연도
2020.1
수록면
25 - 39 (15page)

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Background Both photosynthetic pigments and chloroplasts in plant leaf cells play an important role in deciding on the photosynthetic capacity and efficiency in plants. Systematical investigating the regulatory mechanism of chloroplast development and chlorophyll (Chl) content variation is necessary for clarifying the photosynthesis mechanism for crops. Objective This study aims to explore the critical regulatory mechanism of leaf color mutation in a yellow–green leaf sesame mutant Siyl-1. Methods We performed the genetic analysis of the yellow-green leaf color mutation using the F2 population of the mutant Siyl-1. We compared the morphological structure of the chloroplasts, chlorophyll content of the three genotypes of the mutant F2 progeny. We performed the two-dimensional gel electrophoresis (2-DE) and compared the protein expression variation between the mutant progeny and the wild type. Results Genetic analysis indicated that there were 3 phenotypes of the F2 population of the mutant Siyl-1, i.e., YY type with light-yellow leaf color (lethal); Yy type with yellow-green leaf color, and yy type with normal green leaf color. The yellowgreen mutation was controlled by an incompletely dominant nuclear gene, Siyl-1. Compared with the wild genotype, the chloroplast number and the morphological structure in YY and Yy mutant lines varied evidently. The chlorophyll content also significantly decreased (P < 0.05). The 2-DE comparison showed that there were 98 differentially expressed proteins (DEPs) among YY, Yy, and yy lines. All the 98 DEPs were classified into 5 functional groups. Of which 82.7% DEPs proteins belonged to the photosynthesis and energy metabolism group. Conclusion The results revealed the genetic character of yellow-green leaf color mutant Siyl-1. 98 DEPs were found in YY and Yy mutant compared with the wild genotype. The regulation pathway related with the yellow leaf trait mutation in sesame was analyzed for the first time. The findings supplied the basic theoretical and gene basis for leaf color and chloroplast development mechanism in sesame.
#Sesame · 2-DE · Proteomic · Yellow–green leaf mutant · Photosynthesis

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