甘蓝型油菜是我国种植面积最大的油料作物之一，在我国植物油供给60%依赖进口的背景下，提高甘蓝型油菜单产和总产对于食用植物安全供给意义重大。叶绿体是植物进行光合作用的场所，其发育对植物产量起到决定性的作用。植物杂色突变体叶绿体发育存在缺陷，是研究叶绿体发育分子机理的理想材料，解析叶绿体发育的分子机理也将为作物高产的理论研究提供技术支撑。本研究以甘蓝型油菜杂色突变体ZY-4和ZY-8为研究对象，对两个突变体中控制叶片杂色性状的基因进行了遗传定位与候选基因分析，主要取得以下研究结果：
　　1.表型及细胞学观察：两个杂色突变体新叶杂色，叶片生长过程中逐渐转绿。大田播种条件下，ZY-4叶片的白色部分占叶片面积比例高于ZY-8。两个突变体叶片绿色区域中的细胞含有正常的叶绿体，而白色区域中的细胞含有结构异常的质体。ZY-4叶绿素含量与叶黄素类类胡萝卜素含量均低于ZS11，达到显著水平；ZY-8绿素含量与ZS11相比有所下降，但未达到显著水平
　　2.分别在ZS11、ZY-4、ZY-8幼苗出土后五个不同时期和部位(7DAS子叶、7DAS生长点、9DAS第一片真叶、11DAS第一片真叶、13DAS第一片真叶)进行表型观察和叶绿体透射电镜分析，结果显示，突变体子叶叶绿体发育受阻，真叶发育初期9DAS出现杂色表型，细胞学观察发现杂色部位细胞的叶绿体生物发生过程受阻。
　　3.遗传定位分析：ZY-4和ZY-8分别与ZS11构建轮回群体，第二代后轮回亲本为分离群体中杂色单株，对两个来自ZY-4和ZS11的轮回群体BY137、BY142，和一个来自ZY-8和ZS11的轮回群体BY56进行遗传分析发现，三个群体中正常绿色植株与杂色植株符合1∶1的分离比，群体中杂色表型受到一对隐性核基因的控制。三个群体各自构建3个正常池与3个杂色池，利用集团分离分析法(BSA)结合油菜60K芯片扫描SNP进行基因的初定位。在BY137、BY142、BY56中各定位到一个位点，分别位于C04染色体36-37Mb、A08染色体10-15Mb、A08染色体11-12Mb区段。因此推测：ZY-4中存在两个位点(C04，A08)控制杂色表型，其中一个位点(A08)与ZY-8控制杂色表型的基因等位。
　　4.基因表达差异分析：对五个时期的幼苗组织进行转录组测序分析发现，ZY-4和ZY-8与ZS11分别有21,379和20,322个差异表达基因，ZY-4中有3199个持续下调表达差异基因，1349个持续上调表达差异基因；ZY-8中有3104个持续下调表达差异基因，1420个持续上调表达差异基因。对ZY-4、ZY-8和ZS11幼苗五个发育阶段的差异表达基因进行GO和KEGG富集分析，发现ZY-4和ZY-8中光合作用和蛋白质翻译过程相较于ZS11都发生了显著的改变，但两个突变体之间在免疫系统与应激反应过程中存在许多差异。对相关差异通路中的差异基因转录水平分析发现，光合作用基因在两个突变体中都被严重的抑制，早期叶绿体发育所需的翻译基因持续表达，这是转录水平叶绿体发育受阻的表现。在免疫系统相关基因中，降解氧化蛋白的蛋白酶基因及抗氧化相关基因表达模式紊乱，说明两个杂色突变体处于氧化应激状态。叶绿体反馈信号基因及其下游基因在两个突变体中呈现不同的调节方式，进一步说明ZY-4和ZY-8中由于叶绿体结构的破坏造成氧化应激。ROS组织化学分析显示，在五个幼苗时期，ZY-4和ZY-8叶片中总ROS含量始终较低，却出现氧化应激的表型，说明ZY-4和ZY-8叶绿体的氧化损伤并不是ROS积累直接造成的。
　　5.候选基因分析：通过对类胡萝卜素生物合成途径相关基因的转录分析发现，在两个突变体中类胡萝卜素生物合成途径基因发生了不同程度的表达模式的紊乱，上下游基因之间不能协同表达，推测ZY-4与ZY-8表型与类胡萝卜素生物合成受阻有关。结合初步定位信息与转录组测序结果，分析定位区段中基因表达情况，筛选候选基因。结合拟南芥中同源基因功能注释，发现与八氢番茄红素脱氢酶基因(PDS3 )同源基因BnaA08g17160D和BnaA08g17170D很可能是ZY-4和ZY-8中杂色的突变位点。