当秋天到来，叶片逐渐由绿色变为黄色、红色或棕色，这是叶片衰老的一个最鲜明的生理特征。近年来，关于叶绿素降解的中间代谢产物及生化途径已经逐渐明确，而且，在很多物种中已克隆到了在衰老过程中叶绿素降解缓慢或降解受阻的调控基因。到目前为止，已报道的所有滞绿调控基因都是由核基因编码。本文从一个大豆中受细胞质基因遗传调控的滞绿突变体cytG展开，对该突变体的控制基因进行克隆及功能分析。　　在营养生长和生殖生长阶段，cytG的表型和野生型相比没有明显的差异，进入衰老阶段后，野生型的叶片完全变为黄色，而cytG的叶片仍保持绿色不褪去。叶绿素含量测定和HPLC检测结果都显示了叶绿素a、b的降解速率较野生型缓慢，尤其是叶绿素b在黑暗诱导衰老处理的前后累积量变化不大，而且叶绿素结合蛋白LHCⅡ的降解也受到显著抑制。通过透射电镜观察叶绿体超微结构发现，随着黑暗处理的延长，野生型的叶绿体逐渐变小，类囊体膜结构慢慢解体，而cytG中仍保留了很多完整的垛堞紧实的膜结构。　　我们通过重测序和关联分析克隆到了滞绿基因cytG，该基因编码的是光系统Ⅱ核心蛋白复合体中的一个小分子量多肽PsbM。突变体中该基因五个碱基的插入造成了蛋白编码的提前终止，推测可能丢失的C端影响了蛋白的正常功能。　　为了探索cytG的突变可能影响的因素，我们利用RNA-Seq和iTRAQ技术在转录水平和蛋白水平来检测野生型和cytG在衰老前后的差异。根据RNA-Seq得到的差异表达基因，我们发现，野生型和突变体cytG之间有一类属于离子结合的蛋白存在差异。在叶绿体蛋白组iTRAQ的检测结果中，我们发现了两个可能参与捕光色素蛋白降解的DEG蛋白酶，GmDEG5和GmDEG8。酵母双杂交分析表明GmDEG5和GmDEG8与LHCⅡ的各组分都有直接的相互作用。　　在大豆中，滞绿突变体d1、d2在双突的情况下与cytG的表型相类似。我们分析了野生型、cytG、d1d2及cytGd1d2在黑暗诱导衰老过程中的变化，结果表明，cytGd1d2中叶绿素含量的变化与d1d2相似，对叶绿素a、b的抑制程度都比较高，但在蛋白水平上，d1d2中各光合蛋白都有抑制，而cytGd1 d2中部分核心蛋白又可以降解了。通过对野生型和三个突变体H2O2氧化胁迫处理结果表明，在衰老过程中，H2O2只是促进叶绿素降解的一个因素，但它不是滞绿突变体中叶绿素降解受阻的原因。　　为了对cytG进行功能分析，我们构建了同源重组载体转化集胞藻。表型鉴定显示，大豆中正常基因cytg和突变基因cytG在集胞藻中表达后只能部分恢复突变菌株的表型;缺氮处理实验说明了集胞藻自身psbM基因的突变或大豆来源的cytG基因都不能影响藻胆蛋白的降解，由此说明，从原核生物到真核生物的转变，叶绿素形式从叶绿素a到叶绿素a、b多种形式，可溶性蛋白的藻胆蛋白到膜蛋白的捕光色素蛋白复合体，应该是这么多的改变使得叶绿素-蛋白复合体降解机制有所不同。　　综合以上结果，推测cytG的可能的作用机制为:当叶片接收到衰老的信号后，突变后的蛋白cytG抑制了LHCⅡ的降解，但自身还是核心蛋白复合体中小分子量蛋白，PsbM蛋白的缺失同时促使核心蛋白的降解。而大豆滞绿基因d1d2调控叶绿素a降解的第一个反应，它可能是通过反馈信号途径影响了叶绿素结合蛋白的降解，而脱辅基蛋白LHCⅡ的降解需要GmDEG5和GmDEG8复合体的调控。