Analysis of defective leaf sectors and aborted kernels in NCS2 mutant maize plants

Inglés. The NCS2 mutation of maize is a rearrangement in the mitochondrial DNA resulting in a partial deletion of the nad4 gene, which encodes a subunit of Complex 1 of the electron transfer chain. The phenotype of the heteroplasmic NCS2 plants, which contain mixtures of mutant and normal mtDNA, includes pale-green leaf striping and sectors of kernel abortion on the ears. PCR amplification with specific primers was used to investigate the relative amounts of mutant and normal nad4 genes in the defective tissues. The earliest aborting kernels and some of the pale-green leaf sectors were found to be homoplasmic for the NCS2 mitochondrial mutation. However, trace amounts of the normal nad4 gene were found in some of the aborting kernels. This suggests that a threshold level of normal mitochondria is required to rescue the kernels from abortion. Microscopic analysis showed that the embryos develop to a relatively late stage prior to aborting. Analysis of the genotypes and of the phenotypic effects of the NCS mutants can be used to assess the importance of different mitochondrial functions during plant development

Italiano. [La mutazione NCS2 del mais e' una risistemazione nel DNA mitocondriale che ha come risultato una delezione parziale del gene nad4, che codifica una subunita' del Complesso 1 della catena di trasporto degli elettroni. Il fenotipo delle piante NCS2 eteroplasmiche, che contiene miscugli di mtDNA mutante e normale, include la striatura di foglie verde pallido e settori di aborto delle cariossidi sulle spighe. L'amplificazione PCR con primers specifici e' stata usata per investigare le quantita' relative di geni nad4 mutanti e normali in tessuti difettosi. Si e' riscontrato che le cariossidi ad aborto precoce e alcuni settori di foglia verde pallido sono omoplasmici quanto alla mutazione mitocondriale NCS2. Comunque, tracce di gene nad4 normale sono state trovate in alcune cariossidi abortite. Questo suggerisce che un livello "soglia" di mitocondri normali e' necessario per impedire l'aborto delle cariossidi. L'analisi microscopica ha mostrato che gli embrioni si sviluppano in uno stadio relativamente precoce prima dell'aborto. L'analisi dei genotipi e degli effetti fenotipici dei mutanti NCS puo' essere impiegata per stabilire l'importanza delle diverse funzioni mitocondriali durante lo sviluppo della pianta]