Characterization of a pigment-deficient chlorina mutant of sunflower (Helianthus annuus L.) induced by in vitro tissue culture

Inglés. The present study was conducted to evaluate the genetic control of a mutation, induced in sunflower by the in vitro tissue culture, that affects the content of photosynthetic pigments. The homozygous mutant plants are not viable, developing yellow-green cotyledons and only 7-8 pale-yellow leaves. The mutant, designed as chlorinal (ch1), can be maintained as heterozygote and the genetic analysis, performed on segregating progenies, indicates that the trait is controlled by one recessive nuclear gene. Pigment analysis of ch1 leaf extracts reveals that chlorophyll a (Chl a), Chl b, beta-carotene, lutein, neoxanthin and violaxanthin contents are significantly reduced in comparison to normal leaves. By contrast, both the zeaxanthin level and the de-epoxidation state (DEPS) displayed by the ch1 leaves are higher with respect to wild type, indicating that in the mutant the adsorbed energy was higher than the capacity of photochemical dissipation. In addition, Chl a fluorescence analysis suggested that the capacity of photosystem II (PS II) to absorb and drive light energy into chemical energy was largely impaired. The mutant seedlings exhibit a reduced accumulation of Chl (a and b) also in dim light, but delta-aminolevulinic acid (delta-ALA) feeding experiments suggest that the steps of chlorophyll biosynthesis downstream from the ALA-deydratase are not impaired

Italiano. [Questo studio è stato effettuato per valutare il controllo genetico di una mutazione, indotta nel girasole dalla coltura di tessuti in vitro, che influenza il contenuto di pigmenti fotosintetici. Le piante mutanti omozigoti non sono vitali, dato che sviluppano cotiledoni giallo-verdi e solo 7-8 foglie giallo pallido. Il mutante, indicato come chlorina1 (ch1), può essere mantenuto come eterozigote e l´analisi genetica, effettuata su progenie segreganti, indica che il carattere è controllato da un gene nucleare recessivo. L´analisi dei pigmenti degli estratti di foglie di ch1 evidenzia che i contenuti di clorofilla a (Chl a), Chl b, beta-carotene, luteina, neoxantina e violaxantina sono ridotti significativamente rispetto a quelli delle foglie normali. Al contrario, sia il livello di zeaxantina, sia lo stato di de-epossidazione (DEPS) presentati dalle foglie di ch1 sono più elevati rispetto al tipo normale, indicando che nel mutante l´energia assorbita era maggiore della capacità di dissipazione fotochimica. Inoltre, l´analisi della fluorescenza della Chl faceva ipotizzare che la capacità del fotosistema II (PS II) di assorbire l´energia chimica e di trasformarla in energia luminosa fosse notevolmente limitata. Le plantule del mutante evidenziano un accumulo ridotto di Chl (a e b) anche in luce a bassa intensità, ma esperimenti di nutrizione con acido delta-aminolevulinico (delta-ALA) fanno ritenere che i passaggi della biosintesi della clorofilla a valle dell´ALA-deidratasi non vengano danneggiati.]