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质体核糖体蛋白(PRPs)在叶绿体发育和光合作用关键蛋白的翻译中起着重要作用。PRPs在许多植物中得到了广泛的研究,但由于PRP在植物中的同源基因很多且涉及的领域广泛,因此相关的分子机理仍不甚清楚。在本研究中,我们首次在甲烷磺酸乙酯(EMS)突变体库中获得了一个新的水稻突变体白绿叶2号(wgl2,white green leaf 2)。wgl2突变体从发芽到三叶期均表现为白化表型,随后逐渐转绿。与白化表型一致,wgl2突变体的Chl a,Chl b和Car含量显著低于野生型(NPB)。此外,wgl2的总叶绿素含量和Chl a/b的比例也远低于野生型。wgl2突变体中几乎没有完整结构的叶绿体,叶绿体内部也被严重破坏,很难找到完整的类囊体片层或垛叠良好的基粒,取而代之的是大量椭圆形囊泡结构。遗传分析表明,wgl2受单个隐性核基因控制。基于图位克隆和wgl2的DNA测序分析显示,在LOC_Os03g55930的第一个外显子中发现一个单核苷酸替换(G到T),导致第92个甘氨酸被替换为缬氨酸,但没有造成蛋白三维结构的改变。互补和靶向缺失实验证实,WGL2中的点突变是造成wgl2突变表型的原因。NCBI数据库的BLAST-P分析表明,WGL2的C-端高度同源于核糖体S9超家族,在高等植物中高度保守。WGL2的系统发育分析表明,WGL2同源蛋白可以清晰地分为两类:单子叶植物和双子叶植物。WGL2的亚细胞定位结果显示WGL2主要定位于叶绿体,说明其主要在叶绿体内执行生物学功能。实时荧光定量PCR实验表明,WGL2在水稻各个组织中均有表达,但在叶片中表达量最高,叶鞘其次,其它部位如根,最上节间和幼穗中表达量较低。与WT相比,WGL2突变导致叶绿素生物合成、光合作用、叶绿体发育和核糖体发育等相关基因的表达发生显著变化。综上所述,本研究通过一系列实验证明,WGL2是水稻叶绿体早期发育所必需的,对wgl2突变体的深入研究将有助于揭示其在植物早期发育过程中的作用。