论文部分内容阅读
玉米(Zea mays L.)是世界三大主要粮食作物之首,既可作为人类粮食供应也可加工成动物饲料,还可以作为重要的工业原料。自20世纪以来,随着我国育种技术和栽培技术的发展,玉米单产潜力被进一步挖掘,其总产量和种植面积在飞速上升,比重不断在增加。玉米已成为保障我国粮食安全的最关键组成部分之一。而玉米籽粒生长发育的状况直接关系到玉米产量与品质。因此,开展对玉米籽粒突变体的研究,探索影响籽粒发育的关键基因及其在代谢通路中发挥的作用,是非常有必要且极其有意义的。本研究所用的玉米小粒突变体smk是本实验室在筛选其构建的Mu转座子介导的玉米籽粒突变体库而得到的。该突变体经过多代自交,表型可稳定遗传,统计数据表明,该突变体符合隐性单基因控制的孟德尔遗传规律。以该突变体为父本与常用骨干自交系昌7-2、郑58、Mo17、B73杂交,并利用F2和BC2F2等世代进行了该籽粒突变体的表型研究,同时结合转录组测序方法和图位克隆技术对该突变体进行了初定位和精细定位,主要研究结果如下:1、连续两年的田间数据分析表明,该突变体杂合穗后代野生型与突变体表型分离比为3:1,是隐性单基因控制的突变体。以该突变体杂合株为父本,通过杂交方式将突变基因导入到不同自交系背景下进行表型分析发现,其在不同自交系背景中表型略有不同。在自交系B73、昌7-2背景中,其F2群体突变体表现为胚乳粉质化,略有皱缩表型;在自交系Mo17、郑58背景下,则表现为皱缩表型,胚乳接近空壳。但是在所有背景中,与相应的正常籽粒相比突变体籽粒都呈现一定程度的变小。2、通过转录组测序方法对控制该小粒突变体的基因进行了初定位。测序数据分析结果显示,在5号染色体长臂上有一个明显的峰值,大约有10 Mb区间,再结合图位克隆方法验证及进一步缩小区间后,将该初定位区间缩小至约780 kb区域。对该区域中的基因进行预测发现,有13个编码蛋白的候选基因包含在其中。针对该定位区域中13个基因的序列比对及表达分析比较,预测可能的突变基因。