是植物中最丰厚的一类天然色素，参加光合作用和光维护，也是植物激素脱落酸(ABA)和独脚金内酯(SLs)组成的前体。类胡萝卜素作为玉米籽粒的首要呈色物质，其含量凹凸影响着玉米籽粒质量。虽然类胡萝卜素组成通路的大多数基因现已被克隆，但其组成和代谢的调控机制还不行清楚。
该研讨经过辐射诱变挑选到一份玉米斑马叶骤变体 zb10-1。表型判定发现该骤变体苗期表现为斑马叶(或斑叶)，且叶色骤变表型受光照和温度的影响，籽粒表现为白色。图位克隆和等位剖析确认了操控玉米叶色和粒色的基因编码质体结尾氧化酶(plastid terminal oxidase, ZmPTOX)。 ZmPTOX在玉米叶片和胚乳中表达量较高。表达和代谢剖析依据成果得出，骤变体 zb10-1叶片和籽粒中的八氢西红柿红素出现高堆集，而其它类胡萝卜素组成受阻，阐明ZmPTOX经过影响八氢西红柿红素脱氢酶(phytoene desaturase, ZmPDS)的活性，调控类胡萝卜素组成从而影响玉米质体发育最终导致叶色和粒色反常表型。体系的表型调查发现，骤变体 zb10-1叶片斑马条纹的构成与光周期相关，且不同叶龄叶片的斑马叶条纹一起。 ZmPTOX同源基因 ZmAOX2仅在骤变体 zb10-1的叶色骤变区域高表达，且在骤变体中的表达遭到光周期和光强调控。一起，过表达 ZmAOX2能够回补拟南芥PTOX功用缺失骤变体 im的骤变表型，亚细胞定位和蛋白免疫印记试验标明 ZmAOX2基因能够在叶绿体中行使PTOX的功用。
综上所述，该研讨克隆了一个玉米质体结尾氧化酶基因 ZmPTOX，该基因经过调控类胡萝卜素组成从而影响玉米叶片和籽粒中质体发育。一起 ZmAOX2基因能够补偿 ZmPTOX基因的功用，在 zb10斑马叶条纹构成过程中发挥关键作用。该研讨完善了玉米协同调控光合作用和籽粒色彩的分子机制，对展开玉米高光效和生物强化育种具有极端严重的理论指导意义。
四川农业大学玉米研讨所已结业博士生黄强(现就职于四川省原子能研讨院)、赵卓凡(现就职于成都理工大学)和博士生刘孝伟为该论文一起榜首作者，商洛学院的凤博士供给了研讨思路并帮忙了部分作业，四川农业大学玉米研讨所曹墨菊教授为通讯作者。相关作业得到国家重点研制方案、国防科工局和四川省科技方案等项目赞助。
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