农杆菌介导的T-DNA整合可能会对植物基因组中的基因结构造成破坏从而产生突变体。T-DNA插入突变体是植物研究中鉴定基因功能的重要植物材料。

　　近日，东北林业大学林木遗传育种国家重点实验室刘桂丰研究团队人员在Journal of experimental botany杂志上在线发表了题为“Loss of GLK1 transcription factor function reveals new insights in chlorophyll biosynthesis and chloroplast development”的文章，为彩叶园林树木育种提供了遗传改良途径。

　　先前，研究团队以T-DNA插入黄叶突变株（yl株系）作为试材。通过对yl株系进行基因组重测序，共检测到6个插入位点，其中染色体2上的插入位点2附近有40 kb序列发生纯合缺失，缺失区域包含一个BpGLK1基因。yl突变体的回补实验及BpGLK1的抑制表达转基因实验均证实BpGLK1基因是yl产生黄化表型的突变基因。生理和超微结构分析显示，yl株系和BpGLK1抑制表达株系叶片中的叶绿素含量和叶绿体发育均受到了影响。BpGLK1基因的功能缺失还会影响植物的光合作用。RNA-seq，转录组和蛋白质组学分析表明，BpGLK1可以直接与天线蛋白，叶绿素生物合成和光系统亚基合成相关基因的启动子结合，并调控这些基因的表达。该研究揭示了BpGLK1基因调控白桦黄叶表型形成的分子机制，同时为园林绿化彩叶树基因工程育种提供了理论基础。

　　据悉，东北林业大学林木遗传育种国家重点实验室的博士研究生冮慧欣为该论文的第一作者，姜静教授、刘桂丰教授和陈肃副教授为该论文的共同通讯作者，该研究得到了国家自然科学基因面上项目、教育部高等学校学科创新引智计划（“111”计划）和中央高校基本科研基金的资助。