光合作用是决定作物产量形成的关键要素之一,叶色在很大程度上决定了光合作用效率。本研究利用化学诱变剂甲基磺酸乙酯(ethylmethylsulfonate,EMS)诱变谷子豫谷1号品种,得到淡绿叶突变体pgl1,该突变体整个生育期呈淡绿色。通过对突变体表型分析得出,淡绿叶突变体的结实率和千粒重稍有下降;突变体叶绿素含量(Chl)、类胡萝卜素(Caro)含量均显著低于野生型;叶绿体超微结构比较分析表明:突变体中每个基粒仅有几个类囊体垛叠,类囊体结构不完整,嗜锇颗粒数目较野生型明显增加;突变体的光合性能未受到影响。遗传分析表明:pgl1突变性状受一对隐性单基因控制。通过对F2代分离群体进行淡绿叶基因的精细定位并测序分析得出:突变体pgl1的突变发生在ChlD基因CDS区第900碱基处(位于第5外显子),碱基T突变为碱基A,造成该基因第300位的苯丙氨酸(F)变为亮氨酸(L)。通过用实时RT-PCR的方法对目的基因ChlD及镁离子螯合酶相关基因(镁离子螯合H亚基和I亚基(ChlH和ChlI))在不同时期的表达进行分析。得出:ChlD基因的表达量在苗期、拔节期和抽穗期没有明显差异;ChlH基因和ChlI基因的表达量在苗期和拔节期没有明显变化,但在抽穗期ChlH和ChlI基因的表达量较野生型显著升高。推测突变体中ChlD基因单碱基的改变并没有导致其表达量的变化,ChlD基因在抽穗期影响了 ChlH和ChlI基因的表达,使其表达量上升。