玉米雄穗轴弯曲突变体的表型鉴定与基因定位

发布时间：2020-08-12 03:26

【摘要】：作为全球三大重要粮食作物之一的玉米,其年总产量与平均产量都位于世界粮食作物产量的第一位。在我国玉米是重要的粮食作物与饲料作物,同时也作为重要的工业原料在制油、淀粉、燃料、现代医药等工业中发挥作用,对我国国民经济有重大的影响。本次研究的材料是一种新的自然突变体材料——玉米雄穗轴弯曲突变体(tsb)。突变体tsb经多代自交基因表现纯合能稳定遗传。本次研究我们选用9种正常表型自交系与突变体做杂交实验,对其子代表型进行鉴定计算其分离比,进而确定突变基因的遗传方式;选取突变体雄穗轴与正常表型08W-SC212-4-1的雄穗轴做切片观察,鉴定tsb的雄穗轴在细胞水平上的变化;采用BSA测序的方法对突变体基因进行定位,确定突变基因候选区间。本次研究的主要结果如下:1.在玉米植株雄穗发育的早期和玉米倒四叶时期,分别对突变体植株和正常自交系植株的雄穗轴进行解剖,对比结果表明,雄穗轴弯曲发生在玉米生长期的后期并在雄穗加速伸长抽雄期间,弯曲表型逐渐显现。进一步鉴定突变体雄穗轴弯曲表型,结果表明弯曲方向与雄穗第一分枝的伸展方向平行。2.用突变体亲本与9个正常表型自交系做杂交组合,对各杂交组合的F_1代表型鉴定发现只有08W-SC212-4-1、JD7275和Mo17与tsb的杂交组合的F_1代表型正常,这三个杂交组合的F_2代和BC_1代的表型调查结果分别符合3:1与1:1的孟德尔分离定律。另取F_1雄穗轴弯曲的组合配置F_2,该组合的F_2表型调查结果不符合3:1的孟德尔分离比。由此说明该突变体不是由单一基因控制发生的,只有在特定的组合中符合单隐性基因遗传规律。3.对突变体植株的雄穗轴和正常表型自交系的雄穗轴进行横切面与纵切面切片观察,比较结果表明突变体雄穗轴的弯曲部位的维管束有明显的变化,说明突变基因可能对维管束的发育有影响,进而引起雄穗轴的弯曲。4.采用BSA测序的方法,将突变体基因定位在玉米第10号染色体上的8个候选区间之内,总长度为4.15Mb。通过SSR引物对测序结果进行验证,最终将变体基因定位在玉米第10号染色体上4个候选区间之内,共有27个候选基因。
【学位授予单位】：四川农业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：S513
【图文】：

图 5 重测序实验流程图Fig. 5 The flow Chart of the re-sequencing高通量测序得到的原始数据文件经过分析软件进行 Illunima Casava 1.8 碱基识析转化为原始测序序列 Raw Data 或 Raw Reads，然后通过数据质控，与参考基对比，变异检测，关联分析，候选 SNP 注释，候选基因注释等，最终确定突变候选区间。具体流程如图 6（百迈克 BSA 测序结题报告）。

图 6 信息分析流程图Fig. 6 Information Analysis flowchart3.3.2.5 SNP、InDel 关联分析方法SNP 与 InDel 关联分析采用欧式距离（Euclidean Distance，ED）方法关联与SNP-index 方法关联这两种形式进行关联分析，ED 方法关联是利用测序数据寻找混池间存在显著差异标记，并以此评估与性状关联区域的方法。理论上，BSA 项目构建的两个混池间除了目标性状相关位点存在差异，其他位点均趋向于一致，因此非目标位点的 ED 值应趋向于 0。ED 方法的计算公式如下所示，ED 值越大表明该标记在两混池间的差异越大。注：Amut 为 A 碱基在突变混池中的频率，Awt 为 A 碱基在野生型混池中的频率；

与正常雄穗轴笔直表型相比有明显的差异，但是雄穗能正常发育不影响其散粉。如图1（a,b,c）所示。且仔细观察发现突变体雄穗轴弯曲方向与雄穗第一分支的伸展方向平行。如图 1（d）所示。a b

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本文编号：2789980