叶绿体是高等植物光合作用的主要场所。叶绿体的发育与功能的形成需要多种基因的共同参与,其中不仅有大量的核基因还有少数的质体基因。冷胁迫是水稻经常遭遇的一种外界的逆境胁迫。热休克蛋白是高等植物抵御与适应多种逆境胁迫的重要元素之一。本研究通过EMS诱变后筛选出一个低温敏感的叶色白化的水稻突变体tcd35,通过对其进行初步的研究得到以下结论:1.在20℃较低温度下,tcd35呈现完全的白化的表型,并在四叶期致死;在32℃的高温环境下,突变体整株恢复绿色,与野生型叶色基本相同。光合色素含量测定与叶绿体亚显微结构观察等研究与叶色表型变化一致。2.对tcd35的F₂代进行遗传分析,结果叶色表型变化是一个隐性核基因控制的。利用“培矮64S”与tcd35杂交产生的F₂代作为定位群体,将突变基因定位在分子标记C3ID17742与C3ID17857之间共72kb的区间内;通过对其中的9个候选基因进行测序后发现LOC＿Os03g31300基因长转录本的第四外显子上出现了一个碱基G到碱基A的替换。互补实验结果表明该基因突变导致了白化异常表型。3.通过对生物信息网站对该基因功能进行预测,发现该基因编码一个定位于叶绿体的Clp B蛋白。对其蛋白进行同源序列比对发现该蛋白在进化中高度保守,并且突变位点也位于保守区域内。通过进化树分析可以看出TCD35与玉米,谷子等单子叶植物亲缘关系更近。4.通过半定量分析发现该基因在成熟叶片中表达量较高,为组成型表达;并且亚细胞定位于叶绿体。荧光定量q RT-PCR分析表明,TCD35突变会引起一系列与叶绿体发育或者光合色素合成相关的基因表达水平发生变化,其中对于编码光系统相关蛋白形成基因的表达量影响最为显著。5.为了验证TCD35基因是否具有热激蛋白基因特性,对“嘉花1号”进行了热休克处理并检测TCD35两个转录本的表达情况,结果发现,高温对TCD35长转录本的表达可能存在积极作用。过表达实验也成功获得了转基因苗,测定其TCD35表达水平均有明显提升。综上所述,在低温下,TCD35叶绿体发育和功能形成进程中发挥重要作用。它主要通过影响光系统相关蛋白的合成,进而参与水稻叶绿体的形成,并且作为编码热休克蛋白家族成员的基因,TCD35也会受到高温胁迫的诱导。这对于研究低温下叶绿体发育机制和细胞器型的Clp B蛋白的作用机理提供了一定的参考。