叶片是植物进行光合作用的主要器官,水稻产量的95%来源于叶片的光合作用产物。叶绿素是植物叶绿体内参与光合作用的重要色素,是光合色素的主要成分。一般正常绿色植物叶片表现为绿色,一旦叶片中叶绿素的合成或降解出现问题,就会造成不正常的叶色表型,即叶色突变。叶色突变也是水稻中较常见的一种突变类型,叶色突变体常被作为特殊标记性状,用来研究叶绿素生物合成或降解途径、叶绿体的结构功能、植物光合作用机制等。因此,发掘和鉴定水稻叶色突变基因,开展与叶绿素相关基因的定位、克隆以及功能分析具有重要的理论意义和应用价值。本研究以水稻品种蜀恢527自然突变产生的能够稳定遗传的黄绿叶突变体ygl3为材料,对其形态生理特征和主要农艺性状进行了考察,并通过图位克隆的方法对目的基因进行了定位。主要研究结果如下：1.ygl3突变体的表型特征和主要农艺性状：突变体在整个生育期中都表现为黄绿色。在成熟期调查主要农艺性状结果表明,该突变体穗长增长了23.25%,剑叶长增长了34.93%,单株分蘖数降低了42.86%,差异达极显著水平。突变体的穗着粒密度是野生型的85.57%,结实率增加了6.79%,千粒重增加13.89%,但是突变体产量显著低于野生型。2.ygl3突变体叶绿素含量测定和叶绿体结构分析：分别在苗期、分蘖期、抽穗期测定野生型和突变体叶绿素含量,结果显示,ygl3突变体的叶绿素a、叶绿素b和总叶绿素含量在各个时期都显著低于野生型亲本,表明该突变体叶绿素含量的降低导致了黄绿叶表型。运用透射电子显微镜对叶绿体形态和结构观察发现,与野生型相比,突变体ygl3的叶绿体形状不规则且数目减少,每个基粒仅由少数几个类囊体垛叠而成,没有成形的淀粉颗粒,且嗜锇小体外移。这说明ygl3突变体的叶绿体发育受到抑制。3.ygl3突变性状的遗传分析和基因定位：将ygl3突变体与9311杂交,F1群体全部表现为绿叶,自交得到F2群体,其绿叶株和黄绿叶株经卡平方测定,χ2=1.82<χ20.05,1=3.84,符合3：1的分离比,由此说明,ygl3突变性状是由一对隐性核基因控制。利用突变体ygl3与粳稻品种9516杂交衍生的F2群体,将YGL3定位在第3号染色体标记SSR-19与NEW-85之间的113Kb的区间上。该区间存在16个候选基因,测序结果表明,其中一个候选基因OsDVR (LOC_Os03g22780)的CDS区的第235个碱基有一个单碱基的替换,导致甘氨酸变成色氨酸,因此初步把OsDVR (LOC_Os03g22780)确定为ygl3的候选基因。4.叶绿素组分分析：序列分析表明OsDVR (LOC_Os03g22780)编码一个联乙烯还原酶(Divinyl reductase),它能把各类叶绿素中间体的8-乙烯基团还原成乙基,该过程是叶绿素生物合成不可或缺的。利用高效液相色谱检测了野生型和ygl3突变体的叶绿素组成成分,结果显示,ygl3突变体植株中叶绿素a和叶绿素b含量显著下降,而叶绿素合成前体物联乙烯叶绿素a含量显著增加,只存在少量的单乙烯叶绿素a,从而使叶绿素含量减少。该结果表明突变体中联乙烯还原酶(OsDVR)功能部分丧失,进一步证实OsDVR (LOC_Os03g22780)就是YGL3的候选基因。5. OsDVR基因表达模式：通过Real-time PCR技术检测OsDVR基因的表达情况,发现该基因在叶中表达量最高。与野生型相比,OsDVR基因在ygl3突变体叶中的表达量显著降低。