水稻叶色突变体研究进展

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水稻白叶白穗突变体wlwp7的鉴定与基因定位

热带作物学报2021, 42(9): 2512 2517 Chinese Journal of Tropical Crops收稿日期 2020-11-26；修回日期 2021-02-23基金项目国家重点研发计划项目（No. 2016YFD0101100）；湖南农业科技创新资金项目（No. 2020CX03-4）；湖南省自然科学基金项目（No. 2019JJ40206）。

作者简介李哲理（1995—），男，硕士，研究方向：水稻分子遗传与育种。

*通信作者（Corresponding author ）：肖应辉（XIAOyinhui ），E-mail ：****************.cn ；谭炎宁（TAN yanning ），E-mail ：******************。

水稻白叶白穗突变体wlwp7的鉴定与基因定位李哲理1,3，张林金1,3，谭颖2,3，吴朝晖3,4，肖丰1，苏雨婷1，谭炎宁3,4*，肖应辉1*1. 湖南农业大学农学院，湖南长沙 410128；2. 湖南农业大学生物科学技术学院，湖南长沙 410128；3. 湖南杂交水稻研究中心杂交水稻国家重点实验室，湖南长沙 410125；4. 湖南大学研究生院隆平分院，湖南长沙 410125摘要：水稻叶穗色泽突变体为解析不同器官叶绿素生物合成之间的内在联系提供了优良的遗传材料。

本研究鉴定了1份白叶白穗突变体wlwp7（white leaf and white panicle 7），分析了wlwp7的形态、生理和遗传特点。

结果表明：wlwp7对低温敏感，当环境温度为20 ℃时苗期叶片白化，但温度升高至30 ℃后叶色正常；大田环境下wlwp7抽穗后颖壳白化，叶绿素含量降低至野生型的40.73%；除结实率较野生型T98B 下降6.28%外，其他产量性状不受影响；遗传分析发现，wlwp7与T98B 的正反杂交F 2群体中都未出现白叶绿穗和绿叶白穗重组单株，经卡方检测白叶白穗突变单株与绿叶绿穗野生型单株的理论分离比符合1∶3，表明白叶白穗性状受同一隐性核基因控制；利用BSA 策略进一步将wlwp7定位在第3染色体上一个280 kb 的区域内，该区域未有已报道的白叶白穗基因。

水稻突变体库的建立和应用研究

水稻突变体库的建立和应用研究近年来，随着基因编辑和高通量测序技术的飞速发展，水稻的研究也在不断深入。

而建立水稻突变体库，则是深入研究水稻基因功能的一个重要途径。

一、水稻突变体库的建立水稻突变体库的建立可以通过自然突变、人工诱导突变、基因编辑等手段实现。

1.自然突变自然环境中，水稻种子发生的各种突变现象称为自然突变。

自然突变可发生在植物种子的任何一个位置，包括种子表皮、胚芽和子叶。

因此，建立自然突变体库需要大量的品种资源和大量的随机筛选。

目前，已有一些水稻突变体库通过自然选择建立。

2.人工诱导突变人工诱导突变利用化学物质或物理手段来诱导植物种子发生基因突变，主要包括化学处理法和物理诱变法。

比较流行的诱变方法有亚硫酸氢钠处理、辐射诱变、化学处理等。

3.基因编辑与诱变方法相比，基因编辑技术能够直接对基因进行准确的编辑和调控。

目前，已有多种基因编辑技术应用于水稻基因编辑，包括CRISPR/Cas9、TALEN和ZFN等。

二、应用研究水稻突变体库对于研究水稻的基因功能和农业生产有着很大的意义。

1.基因功能研究通过水稻突变体库，可以筛选出各种基因突变体，进而研究每个基因的功能和作用机制。

基因编辑技术可以用于制造有针对性的基因突变，从而帮助研究人员更准确地研究每个基因的功能。

2.优良特性筛选水稻突变体库还可用于筛选优良水稻品种。

通过筛选出在某种环境下表现优异的品种，可以帮助农业生产者进行更有针对性的种植和育种。

3.抗病性研究通过水稻突变体库，可以筛选出对疾病有抗性的突变体，进而研究疾病的致病机制和治疗方法。

结论在现代农业发展过程中，水稻作为重要的粮食作物在人们日常生活中扮演着重要的角色。

水稻突变体库的建立和应用研究，可以更好地为保障国家粮食安全做出贡献。

通过突变体库，我们可以更加清晰地研究每个基因的功能和特性，甚至可以为未来的水稻育种提供更多有价值的资源。

水稻淡黄叶突变体-标810S叶色标记的应用研究

料，２０于０６年４月１日播种于湖南农业大学水稻研究
所试验田，常规方法育苗，按常规管理１叶片ＳＡ值的测定利用日本产ＳＡＤ５２．２ＰＤＰ一０
杂交一代没有表现，交一代稳定表现正常绿色。杂
安农标８０１Ｓ安农８０１Ｓ２．１２Ｂ３．＋．Ｃ３．－．ｂ３．￣．Ｃ７９．ｂ０１０４００３Ｂ２５０３＋ｃ１＋ｄ３．＋．ａ３．０ｂＢ４．￣．Ａ４．＋．ｅ７００５Ａ９５．Ａ０９０２１００２Ｂ＋２ａ８
生育期ＳＡ值没有显著差异。于安农标８０ＰＤ由１Ｓ淡黄叶标记性
状明显．全生育期稳定表达。杂交水稻生产田和不育系繁殖且在
１利用标记－进行亲本与杂交种纯度检测．４陛状
①
田．用淡黄叶标记进行去杂．果非常显著。以淡黄叶色标记利效
苗数目．检查种子纯度是否与实际相符
株淡黄叶突变体，多代繁殖，状稳定，０６年通过经性２０
湖南省科技厅组织的鉴定，取名为安农标８０本并１Ｓ
研究以安农标８０、安农８０１Ｓ１Ｓ及其杂交组合等为试验材料，淡黄叶标记的作用进行了研究对
表１突变体、复系、交一代ＳＡ值比较恢杂ＰＤ

水稻超绿突变体光合特性的初步研究

１１试验材料．
理、病机制等一系列代谢过程的理想材料，时可分析抗同基因功能，了解基因问互作。前人对水稻叶色突变体的研
究主要集中在水稻苗期叶片白化、黄化、转绿等，对于黄而
加深，基本上不受施氮量的影响。正常绿色水稻住生育且后期，随着叶片的衰老，色逐渐变黄，超绿突变体叶色叶而
光动力学分析结果表明，绿突变体的最大荧光产量（ｍ较大，超Ｆ）以光能吸收为基础的光合性能指数（ＩＰ）也较高。关键词：稻，绿，变体，合特性水超突光
中图分类号：３２Ｓ１文献标志码：Ａ文章编号：６３６３（０８）３０２－３１７－７７２００－０６０
ｔｃｌｌｒＣ２ｃｎｅｔｔｎ（ｉｆｓｐｒｇｅｎｍｔｔｗｒｓｎｆａｔｉｈｒｔａｏｔ１ＴｅｎｔｐｏｓｎｈｔａｅｅｌａＯｏｃｎｒｉＣ）ｏｕｅ— ｒｅｕａｅｅｉｉｃｎｌｈｇｅｈｎｃｎｒ．ｈｅｈｔｙｔｅｃｒｔｒｕａｏｎｇｉｙｏｏｉｅ
Ｋｅｒｓｙｗｏｄ：Ｒｉｅｕｅ — ｒｅ；Ｍｕａｔｈｔｓｎｈｓｓｃａａｔｒｔｓｃ；Ｓｐｒｇｅｎｔｎ；Ｐｏｏｙｔｅｉｈｒｃｅｉｉｓｃ

水稻叶色突变体的光合和生理生化特性研究的开题报告

水稻叶色突变体的光合和生理生化特性研究的开题报告
一、研究背景及意义
水稻是我国重要的粮食作物之一，近年来随着对水稻产量和品质要求的不断提高，新品种的选育变得越来越关键。

而叶色突变体则是一类变异营养性的重要材料，其在
光合、生长发育和逆境适应等方面均存在显著的生理和生化差异，因此对其进行深入
的研究有助于了解水稻的生长发育机制，提高育种效率，提高作物产量和品质，实现
粮食安全和农业可持续发展。

二、研究内容及方法
本研究选取数种水稻叶色突变体为研究对象，包括绿叶、黄叶和红叶等类型，比较其与普通绿色叶子水稻在光合和生理生化方面的差异，探究其叶色突变的遗传基础
和生理机制。

具体研究内容和方法如下：
1.测定叶片光合参数
选取变异营养性较为明显的突变体，测定其叶片的光合速率、净光合速率、气孔导度、胞间CO2浓度等参数，比较各类型水稻叶片的光合特性，并探究其差异的生理生化基础。

2.测定叶片生理生化参数
测定各类型水稻叶片的叶绿素含量、类胡萝卜素含量、蛋白质含量、可溶性糖含量、丙二醛含量等生理生化参数，比较其差异，并分析其在叶色突变机制中的作用。

3.基因定位和生物信息学分析
对发现的叶色突变基因进行基因定位，比较其DNA序列、蛋白质结构、功能等
差异，并利用生物信息学工具预测蛋白质功能和相互作用网络，解析其遗传基础和分
子机制。

三、研究预期成果
通过上述研究内容和方法，本研究预期能够深入了解水稻叶色突变体的光合和生理生化特性，并探究其差异的生理生化基础和分子机制，揭示其叶色突变的遗传基础
和生理机制，为水稻育种提供理论支持和实际应用价值。

dss1_突变体叶色突变机制研究

s
1 突变体中原卟啉
(
Pr
o
t
o Ⅸ )含量为野生型的 47.
5% ,而镁原卟啉(Mg
-Pr
o
t
o)含量为野生型的 1.
71 倍。ds
s
1 突变体中编码叶绿素生物合
成途径中关键酶(镁离子鳌合酶)的 CHLH 基因表达量较高,为野生型的 4.
1 倍,其他关键基因的表达量和野生型无显
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ssugge
2.
2 叶绿素前体物质测定
选取籽粒饱满的 ds
s
1 突变体和野生型种子,利用
1% NaClO 溶液分别对其种子表面漂洗 10mi
n,用清
水冲洗 20mi
n 后盛入网袋,放置于 37℃ 恒温箱培养,

水稻叶色突变分子机制的研究进展

＿１１ｌ
、
ＯＣ２表１。ｓＡ０ｉ等（ “ ）
不正常的白化、黄化、浅绿、白、绿白翠、黄绿、黄和条绿纹等［３１。突变基因直接或间接影响叶绿素的合成和降
解，变叶绿素含量，以大部分叶色突变体同时也是改所
５氨基乙酰丙酸（Ｌ的合成是植物四吡咯物质一ＡＡ）合成途径的关键步骤，也是整个叶绿素合成途径中的
（中国水稻研究所国家水稻改良中心水稻生物学国家重点实验室，浙江杭州３００；通讯作者，－ａ：ｑａｇ２．ｍ）１０６Ｅｍｉｓｔｎ＠１６ｏｌｃ摘要：叶色突变表型明显、易于鉴别，在高等植物叶绿素代谢、叶绿体结构、功能和发育机理等基础研究中具有
限速步骤。谷氨酰一ＲＡ还原酶（ｌＲ）ＡＡ合成ｔＮＧｕ是ＬＴ
叶绿素突变体。叶色突变通常在苗期表达，与其他突变体相比具有表型明显、易于鉴别、图位克隆周期短等特点。目前在水稻中已经定位约８叶色突变位点，０个
过程中第一个关键酶，ＨＭ由ＥＡ基因家族编码。拟南芥中已经鉴定出三个ＨＭＡ基因－，Ｅｌ水稻谷氨酰一Ｒ２１ｔ— ＮＡ还原酶基因ＯＧｕｓ已经被克隆，ｓｌ也Ｒ其突变体表现为叶片黄化，呈现温度特异性，并株高降低，抽穗期推
二步由ＡＡ形成原卟啉ＩＬＸ；第三步为原卟啉Ｉｘ在镁离子螯合酶、叶绿素合成酶以及叶绿素ａ氧化酶的作用下最终合成叶绿素ａ叶绿素ｂ和。双子叶模式植物

水稻新型黄化转绿叶色突变体的遗传分析与育种利用

１ＴｒｏｐｉｃａｌＣｒｏｐｓＧｅｎｅｔｉｃＲｅｓｏｕｒｃｅｓＩｎｓｔｉｔｕｔｅ，ＣｈｉｎｅｓｅＡｃａｄｅｍｙｏｆＴｒｏｐｉｃａｌＡｇｒｉｃｕｌｔｕｒｌａＳｃｉｅｎｃｅｓ
ｍｏｒｐｈｏｌｏｇｉｃａｌｏｂｓｅｒｖａｔｉｏｎ，ｇｅｎｅｔｉｃａｎｌｙａｓｉｓａｎｄｂｒｅｅｄｉｎｇｕｔｉｌｉｚａｔｉｏｎ，ｔｈｅｍａｉｎａｇｒｏｎｏｍｉｃｔｒａｉｔｓｏｆｍｕｔａｎｔａｎｄｉｔｓｗｉｌｄｔｙｐｅｗａｓｃｏｍｐａｒｉｚｅｄ，ｃｌａｓｓｉｃａｌｇｅｎｅｔｉｃａｎａｌｙｓｉｓｗａｓｐｅｒｆｏｒｍｅｄｂｙｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎｏｆｇｅｎｅｔｉｃｐｏｐｕｌａｔｉｏｎｓｆｒｏｍｃｒｏｓｓｅｓｂｅｔｗｅｅｎｍｕｔａｎｔｗｉｔｈｎｏｒｍａｌｇｒｅｅｎｒｉｃｅｍａｔｅｉａｒｌｓ．ＡｎｅｗｒｉｃｅＣＭＳｌｉｎｅｗｉｔｈｌｅａｆｃｏｌｏｒｍａｒｋｅｒｗａｓｄｅｖｅｌｏｐｅｄｂｙｂａｃｋｃｒｏｓｓｂｒｅｅｄｉｎｇ．Ｔｈｅｍｕｔａｎｔｍｕｔａｎｔｗａｓａｓｐｏｎｔａｎｅｏｕｓｍｕｔａｎｔｉｓｏｌａｔｅｄｆｒｏｍａｈｙｂｉｄｒｒｉｃｅ

水稻叶片形态建成分子调控机制研究进展

作物学报 ACTA AGRONOMICA SINICA 2013，39（5）：767-774 ISSN 0496-3490；CODEN TSHPA9
http：///zwxb/ E-mail:xbzw@
D O I：10.3724/SP.J.1006.2013.00767
育种关注的重点。科学家经过多年的努力，在水稻物，这4个方面相互关联，相互影响。改善叶形对水
叶片形态的建成机制和分子育种利用等方面研究都稻光合作用、蒸腾作用及挖掘水稻品种产量潜力都
取得了一些初步的进展。本文将综述前人在水稻叶有重要作用。
片形态建成方面的研究成果，并展望叶片形态的研究及育种应用，以期为超高产水稻育种和理想株型 2 植物叶片发育调控与进程
选育形态与产量兼顾的理想株型材料，以打破直是水稻育种工作者的主要目标之一。叶片形态是中国乃至世界范围内水稻单产多年徘徊的局面，一水稻“理想株型”的重要组成部分，是当前水稻高产
本研究由国家自然科学基金项目（30970171），国家转基因生物新品种培育重大专项（2009ZX08009-125B）和浙江省杰出青年基金资助项目（R3100100）资助。 *通讯作者（Corresponding authors）：张光恒，E-mail:zhangguangheng@；钱前，E-mail:qianqianl88@ 第一作者联系方式：E-mail：email_xj@ Received（收稿日期）：2012-11-02；Accepted（接受日期）：2013-01-16；Published online（网络出版日期）：2013-02-19. URL：http：///kcms/detail/11.1809.S.20130219.1020.009.html
A bstract:R ice leaf morphosis is one of important com ponents in the design of ideal plant architecture,and is the main focus in high-yield breeding of rice.The paper expounds the advance in the molecular genetics research of rice leaf morphosis(including leaf rolling,leaf angle,leaf drooping,and leaf width)by analyzing the leaf shape regulating genes that have been cloned. Com prehensive analysis reveals that the leaf rolling is controlled by related genes that regulate the developm ent of leaf along the adaxial-abaxial axis,the developm ent of bulliform cells,osm otic pressure or turgidity in bulliform cells,the form ation of sclerenchym atous cells and the developm ent of cuticle.Leaf inclination,w hich affects the plant space extension posture,is regulated by the developm ent of phyllula which is controlled by genes conferring the biosynthesis or signaling of phytohorm one brassinosteroids(BR s).The only cloned drooping leaf gene controls the leaf shape by influencing midrib form ation. Narrow leaf genes regulate the leaf width through controlling the synthesis of auxin and its polar transport,and the developm ent and distribution of vascular tissues.H ow ever,the study on the relationship between regulation roles of these cloned leaf shape genes. is not profound enough to draw an outline of molecular regulation network for rice leaf developm ent and morphosis com pletely and clearly. Therefore,on the basis of current research findings,it is of great significance to further explore the rice leaf molecular regulation mechanism for establishing related regulation network and shaping ideal rice plant architecture. K eywords:R ice（O ryza sativa L.）；Leaf morphology;G ene;M olecular mechanism

一个新的水稻温敏感叶色突变体基因定位分析

一个新的水稻温敏感叶色突变体基因定位分析祁鲁;刘晓;陈佳颖;林冬枝;董彦君;徐建龙【期刊名称】《核农学报》【年(卷),期】2010()2【摘要】粳稻品种嘉花1号种子经60Coγ射线辐照后,筛选得到一个温敏感叶色突变体MR20。

该突变体的幼苗叶色在较低温度(20℃)下呈黄白色,并随着温度升高叶色由黄白逐渐转绿,其临界温度约为22.5℃,在低温(20℃)和高温(32℃)条件下叶绿素含量也存在显著差异,表明该突变体为低温导致叶绿素合成受阻的温敏感叶色突变体。

遗传分析表明该突变体性状受一对隐性核基因控制,暂命名为tsc(t)。

以该突变体与籼稻9311杂交的F2群体作为定位群体,利用SSR分子标记将tsc(t)基因初步定位在水稻第3染色体短臂上的分子标记RM231和RM14407之间,其遗传距离分别为1.5cM和0.5cM。

随后,进一步扩大F2群体将该tsc(t)基因定位在分子标记MM0541和RM14407之间的约440kb内。

【总页数】5页(P220-224)【关键词】水稻;基因定位;温敏感;叶绿素缺失突变体【作者】祁鲁;刘晓;陈佳颖;林冬枝;董彦君;徐建龙【作者单位】上海师范大学生命与环境科学学院植物遗传与功能基因研究室;中国农业科学院作物科学研究所【正文语种】中文【中图分类】S888.2【相关文献】1.一个新水稻低温敏感叶色突变体tcm11的鉴定及基因定位 [J], 王文娟;吴兰兰;雷晓庆;赵怀玉;林冬枝;董彦君2.一个新水稻温敏感叶色突变体的遗传分析及其基因分子定位 [J], 陈佳颖;赵剑;刘晓;李超;林冬枝;董彦君;叶胜海;张小明3.水稻温敏感叶色突变体研究进展 [J], 刘艳霞;林冬枝;董彦君4.一个水稻苗期温敏感白色条斑叶突变体的遗传分析及基因定位 [J], 李超;林冬枝;董彦君;叶胜海;张小明5.一个新的水稻窄叶突变体的遗传分析和基因定位 [J], 李娟;李东宣;甘树仙;冯德党;朱骞;熊海波;张小玲;陈丽娟因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

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控和分子机理等方面系统综述了水稻叶色突变体的研究进展，并对叶色突变体的应用前景做了进一步分析，
旨在为深入研究水稻叶色突变体提供参考。关键词：稻叶色突变体；究进展；用前景水研应中图分类号：Ｓ５１１文献标志码：Ａ
类很多，主要有Ｅ、ＭＳ乙烯亚胺、亚硝基乙基尿烷等烷化剂，５一溴一尿嘧啶、溴去氧尿核苷、５一２一氨基一嘌呤等碱基类似物及有关的化合物，重氮丝氨酸、丝裂霉素ｃ、霉黑素等抗生素和亚硝酸、链丫啶等其他种
第１卷第３期２１００年９月
热带生物学报
ＪｏＵＲＮＡＬｏＦＴＲｏＰＣＡＬｏＲＧＡＮＩＭＳＩＳ
Ｖ０．．１１Ｎｏ３Ｓｐ２０ｅ．０１
文章编号：６４—７５（０００１７０４２１）３—０６２９一ｌ３
２０７
热带生物学报
２１００钲
素合成途径密切相关的解藕联突变体ｇｎ１ｇｎ２ｇｎ３ｇｎ４及ｇｎ５ｕ，ｕ，ｕ，ｕｕ。物理、化学诱变虽然可以快速获得较广的突变谱及稳定的遗传与多位点的变异，表型与基因存在其的相关性也可通过后代杂交试验获得，在分离基因的过程中需要进行突变体遗传作图、分离的限制但共性片段多态性分析，以在获得全基因组测序信息的基础上进行基因功能的研究ｊ难。
变技术得到控制叶绿素合成负调控的ｎｕ突变体。Ｍｃｉｋ等采用ＥｏｈｚｕＭＳ诱变技术得到一系列与叶绿
收稿日期：００— １Ｏ２１０一８
作者简介：陈青（９１，，南龙山人，国热带农业科学院环境与植物保护研究所副教授，士１７一）男湖中博
类的诱变剂。一般把种子浸泡在适当浓度的诱变剂溶液中。诱变剂的剂量由浓度、理的持续时间及处处
理时的温度决定。国际水稻研究所（ＲＩ收集了大量由快速中子、线和化学诱变剂诱变产生的突变ＩＲ）射体Ｊ并开始用生物胁迫或非生物胁迫的方法来筛选形态缺失突变体。Ｍｅｋｕｋｅｅ等 ¨ ，ｓａｓｉｎ副采用ＥＭＳ诱
源主要为物理、学诱变和ＴＤＡ、座子（ｃＤ化．Ｎ转Ａ／ｓ系统）逆转座子（转录转座子Ｔｓ）入突变。、逆ｏｌ插７
１１物理、学诱变．化
物理诱变法是指利用电离辐射或化学诱变剂处理水稻种子或幼苗诱变产生突变
突变，往采用比临界剂量低的剂量。陈善福等用Ｃ — 线直接辐照龙特甫Ｂ干种子，发获得了往ｏ射诱
白化、化和条纹等６种类型叶色突变体。魏玉波等。日本优质、冷性水稻品种花之舞干种子经５黄。将耐０Ｇｃ．ｙｏ射线处理，在代群体中选育出茎叶超绿突变体绿花舞。化学诱变法是指利用化学诱变剂处理水稻种子诱变产生突变体的一种常规方法。化学诱变剂的种
水稻叶色突变体研究进展
陈青，芙萍，雪莲卢徐
（国热带农业科学院环境与植物保护研究所；业部热带农林有害生物入侵监测与控制重点实验室；中农
海南省热带农业有害生物检测监控重点实验室，海南儋州，７７７５１３）摘要：从水稻叶色突变体的产生方法、型、传规律及突变基因的定位与克隆、类遗叶色突变表型的光温调
体的一种常规方法。常用的电离辐射主要是ｘ射线、线及紫外线，及粒子，射ＯＬ质子及中子等，一般以
处理水稻干种子为主，也可处理幼穗分化植株。辐射不仅要选择适当的剂量，而且要注意剂量率。在一定的剂量范围内增加照射的剂量，以提高突变率，也随之增加生理损伤。因此，了获得最多的目标可但为
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
叶色突变的主要特点是叶色表型发生了变异，现为不正常的白化、化、表黄浅绿、白、绿白翠、黄绿、绿黄和条纹等＿，可导致控制叶绿素生物合成和叶绿体发育的重要基因的沉默或失活，接或间接影响Ｊ并Ｊ直叶绿素的合成和降解，变叶绿素含量］改。近年来，叶色突变体的利用价值受到越来越多的关注。在育种工作中，叶色变异不仅可以作为标记性状，化良种繁育和杂交种生产，高杂交种种子纯度，简提而且常绿突变体还可为高光效育种提供优良的种质资源＿１。另外，叶色突变体也是光合作用 ¨ 光形态建、
成、激素生理、一质核基因互作以及信号传导途径等水稻光合系统结构、功能及其调控机理研究
的理想材料。
１水稻叶色突变体的产生方法
突变体是水稻功能基因组学的重要研究内容之一。除了天然自发突变外，目前水稻叶色突变体的来