高等植物的叶绿体内进行着包括光合作用在内的多种重要活动，对于维持地球上能量固定和氧气再生起到了十分重要的作用。对叶绿体发育机制的研究不仅有助于我们对该领域相关科学问题的理解，还可能带来巨大的粮食作物生产的革命。　　 目前对叶绿体发育机制的了解主要是通过对相关突变体的研究，其中对斑点叶突变体的研究较多。研究发现斑点叶突变体白色区域细胞内叶绿体发育异常，无规则的片层结构，而绿色区域内的大部分叶绿体完全发育正常。已有研究表明叶绿体发育的调控机制十分复杂：叶绿体、线粒体、核基因组的突变均可以造成叶绿体发育异常，但其具体作用机制目前尚不十分清楚。进一步深入研究叶绿体发育的分子机制需要有更多的相关突变体。　　 中国水稻所钱前研究员通过对粳稻品种日本晴进行EMS诱变，得到了一个穗部有白色条纹的白穗突变体wp4，遗传分析表明该突变体性状受单个隐性核基因控制。对突变体进行细胞学研究发现突变体的颖壳中同时存在正常和非正常的叶绿体。色素测定分析表明，突变体穗部叶绿素和类胡萝卜素含量都有不同程度的下降。我们通过图位克隆的方法将目的基因定位在第2号染色体长臂上33kb的区段。对该区间7个预测基因的编码区进行序列测定，发现其中一个基因G5的外显子中发生了单碱基突变(G变成A)，并造成一个氨基酸变化(谷氨酸Glu变成赖氨酸Lys)。另一类似的自然突变体秋丰M遗传定位的位置与wp4基本一致，该突变体的G5基因也发生了点突变(C变成T)，造成一个氨基酸发生变化(苏氨酸Thr变成异亮氨酸Ile)。两个突变位点分别位于G5蛋白两个预测功能域的保守位点。G5蛋白N端含有一个cTP(叶绿体转运信号肽)，说明该蛋白很可能定位于叶绿体。其功能预测为蛋白翻译延伸过程中的辅助因子，为叶绿体翻译系统正常运作所必须的蛋白因子。将G5基因作为候选基因构建互补载体，并进行了水稻转化试验。这些研究为深入了解水稻叶绿体发育的分子机理及斑点形成的机制提供了更多实验证据。