Las hojas son el principal sitio de la fotosíntesis en las plantas, y el color de la hoja juega un papel importante en la calidad del cultivo, el rendimiento, la resistencia, así como en otros aspectos. Aunque los genes relacionados con la fotosíntesis han sido bien caracterizados en las plantas en general, los mutantes de hojas amarillo-verdosas aún no han sido completamente estudiados en los tomates. En el presente estudio, se aisló un mutante de hojas verde oscuro (GL) a partir de un tomate de hojas amarillas (tipo salvaje). El GL oscuro muestra un fenotipo distintivo de amarillo-verde, y tiene un mayor contenido de clorofila y una tasa fotosintética más alta. Además, las láminas eran claras, y el estroma y los grana estaban ordenados, con más apilamiento y granos de almidón más grandes según el análisis de la ultraestructura de los cloroplastos en las hojas de GL. Se realizó un análisis comparativo del transcriptoma de las plantas GL y del tipo salvaje para identificar las vías y genes relacionados con la fotosíntesis. En este trabajo, se identificaron un total de 292 genes diferencialmente expresados (DEGs) entre las plantas GL y las plantas WT, de los cuales 131 genes estaban sobreexpresados y 161 genes estaban subexpresados. La biosíntesis de diterpenoides y las proteínas de antena de la fotosíntesis fueron las dos vías más significativamente enriquecidas en las primeras 20 vías según el análisis de KEGG. La mayoría de los DEGs involucrados en la biosíntesis de diterpenoides y la fotosíntesis eran proteínas de antena. Las proteínas de antena de la fotosíntesis () y los genes relacionados con la biosíntesis de diterpenoides, y , estaban significativamente sobreexpresados en las hojas de GL en comparación con las hojas de WT. Los patrones de expresión de los DEGs fueron similares a los determinados por qRT-PCR. En general, nuestra investigación no solo reveló las vías de biosíntesis de diterpenoides y fotosíntesis que participan en la variación del color de las hojas, sino que también identificó los genes diana potenciales para la manipulación genética en el futuro.