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通过内共生进化而来的叶绿体,是植物光合作用的场所,为植物的生长发育提供能量,虽然在空间上,叶绿体有独立于细胞核的遗传系统,但是该系统的运转是受细胞核控制的。PPR蛋白由核基因编码,通过参与细胞器RNA代谢来调控细胞器基因的表达。在水稻基因组中,预测有491个基因编码PPR蛋白。然而,绝大多数基因的功能仍然未知。在我们的研究中,通过对EMS诱变突变体库的遗传筛选,鉴定到了一个中花11（ZH11）背景的淡绿叶突变体pgl12,该突变体苗期叶片叶色表现为黄绿色,随着植株的生长,逐渐变成淡绿色,通过农艺性状调查和遗传分析,运用图位克隆的方法,克隆了导致突变体变异性状的基因PGL12,并解析了其可能的分子生物学功能,主要研究结果如下:1.与ZH11相比,pgl12的叶绿素含量显著降低,尤其是苗期的叶绿素含量;叶片叶肉细胞的叶绿体数量少,类囊体虽可见,但是排列不规则,层状不清晰。温度处理实验表明,pgl12是一个温度敏感型突变体,在35℃时,叶片黄化,而在20℃低温下,则表现出白化,几乎检测不到叶绿素含量;叶绿体发育异常,只有少数几个受到破坏的含不规则排列空腔的叶绿体。这些结果表明,PGL12蛋白对叶绿体的发育是必须的。2.pgl12光合速率显著低于ZH11,分蘖数、株高、穗长、一次枝梗数、二次枝梗数、每穗粒数等也均显著低于ZH11,这表明PGL12的突变导致产量显著降低。3.正反交遗传分析表明pgl12的淡绿叶表型是受单个隐性细胞核基因控制的。以NJ06为父本,与pgl12配组获得的F2作为定位群体,将PGL12定位于水稻12号染色体上新开发的分子标记YS22和YS24之间约100kb的物理距离范围内,该区间内有14个预测的开放阅读框（ORFs）。通过测序比对发现,pgl12的第8个ORF,即LOCOs12g10184基因上的第1681位的C→T碱基,导致编码谷氨酰胺的密码子变为终止密码子。转基因互补实验表明LOCOs12g10184确实为PGL12,其突变导致pgl12呈现出突变表型。4.PGL12编码一个由17个PPR基序组成的PLS类PPR蛋白,在水稻的所有组织中均有表达,其中,叶片中表达量最高,且老叶比新叶表达量高。亚细胞定位表明,PGL12蛋白是一个定位在叶绿体中的PPR蛋白,而与叶绿体遗传系统相关基因的表达分析发现,pgl12中NEP依赖的基因显著上调,而除了16S rRNA基因外,其他绝大多数检测的与翻译装置相关的基因表达量也都上调。这些结果表明PGL12蛋白是一个新的PPR蛋白,其突变影响叶绿体发育相关基因的表达。5.RNA凝胶印迹实验显示在pgl12中,有大量未加工的16S rRNA前体积累,这表明PGL12蛋白对于16S rRNA的加工是必须的。6.通过RT-PCR,对叶绿体中23个编辑位点的RNA编辑分析和18个内含子的剪接分析发现,pgl12的RNA编辑与ZH11类似,并未受影响,但是ndhA基因的剪接效率显著降低,这表明PGL12蛋白参与调控叶绿体基因ndhA转录本内含子的剪接。7.PGL12蛋白与在水稻中已报道的影响ndhA剪接效率的OsPPR4、WSL4和WSP1三个蛋白的酵母双杂交实验发现,PGL12只与WSP1蛋白在酵母中存在互作,这表明ndhA的剪接或许是受复合体介导的。