两个玉米产量性状基因ZmSMK9和ZmSRL5的克隆及功能分析

发布时间：2022-01-26 02:22

　　开展玉米粒型性状的遗传改良并提高玉米逆境适应性,可有效保证玉米的高产和稳产,从而确保粮食安全。而玉米粒型性状基因和逆境适应性基因的定位克隆将为玉米的高产和稳产提供有效基因资源。本研究以课题组鉴定获得的两份玉米产量相关的突变体smk9（small kernel 9）和srl5（semi-rolled leaf 5）为材料,通过表型鉴定、遗传学分析及图位克隆等策略,成功克隆了两个玉米产量相关基因,分别命名为Zm SMK9和Zm SRL5,并进一步阐明了这两个基因的功能以及突变表型产生的机制。获得的主要研究结果如下:1、smk9表型鉴定。与野生型相比,smk9籽粒变小,百粒重约为野生型的45%;smk9的胚和胚乳的发育都相对滞后,但最终都能够发育成具有完整结构的正常籽粒,且后代籽粒能正常萌发生长,并能发育为株型更加紧凑的植株。2、Zm SMK9的定位与克隆。遗传分析表明,smk9受单个隐性核基因控制（3:1,χ²-test,p=0.56）,利用来自于B73与smk9杂交构建的F₂群体中的26950粒分离籽粒,将Zm SMK9定位于700 kb范围内... 

【文章来源】：华中农业大学湖北省 211工程院校 教育部直属院校

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【学位级别】：博士

【部分图文】：

成熟玉米籽粒纵切结构示意图(ScanlonandTakacs2009)

oungandGallie2000)，经过脱水过程，最终形成只有糊粉是活细胞的成熟胚乳。玉米早期胚乳发育一般指0-8DAP，而中后期发育包括了细胞的分化、营养物质的合成与积累、PCD和脱水等多个过程(HuangandWang2019)。尽管早期的胚乳发育所用的时间较短，但对玉米胚乳的发育是至关重要的。早期的有丝分裂产生了构成淀粉胚乳的大多数细胞，对于后期的灌浆是至关重要的(SabelliandLarkins2009b,SabelliandLarkins2009c)。由于胚乳细胞数量是决定种子大小和重量的主要因素，因此深入地了解早期的胚乳发育机制对提高谷物产量至关重要。图2玉米胚乳的发育示意图(BaiandSettles2015)Fig.2Diagramofmaizeendospermdevelopment(BaiandSettles2015)

两个玉米产量性状基因ZmSMK9和ZmSRL5的克隆及功能分析5图3玉米胚的发育示意图ac-顶细胞；bc，基细胞；ep，胚体；su，胚柄；sc，盾片；col，胚芽鞘；SAM，茎顶端分生组织；RAM，根尖分生组织；LP1，第一叶原基；LI+L2，第一和第二片叶(BommertandWerr2001)。Fig.3Diagramofmaizeembryodevelopment.ac,apicaldaughtercells;bc,basaldaughtercell;ep,embryoproper;su,suspensor;sc,scutellum;col,coleoptile;SAM,shootapicalmeristem;RAM,rootapicalmeristem.LP1,firstleafprimordium.L1+2,firstandsecondleaf(BommertandWerr2001).1.3玉米籽粒的遗传解析1.3.1玉米籽粒相关性状的QTL研究进展玉米粒型及粒重是受多个遗传位点控制的数量性状，且容易受到果穗发育以及环境因素影响，到目前为止，只有少数控制粒型/粒重QTLs成功克隆及功能解析，大多数还处于初定位或精细定位阶段。尽管如此，QTL依旧提供很多有用的信息，比如可以提供分子标记用于辅助选择育种，同时还可以为候选基因的挖掘奠定基矗前人采用不同的遗传群体以及不同的定位策略对包括籽粒长度、籽粒宽度、籽粒厚度和百粒重、容重等数量性状位点分析，已定位到数百个籽粒相关性状的QTLs。Zhou等采用近等基因系将控制粒重的QTLqGW1.05精细定位至玉米1号染色体的1.05bin的1.11Mb的区间，并且提供了用于MAS的标记及预测了候选基因(Zhouet

【参考文献】：
期刊论文
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[2]DEK43 is a P-type pentatricopeptide repeat（PPR）protein responsible for the Cis-splicing of nad4 in maize mitochondria[J]. Ru Chang Ren,Li Li Wang,Lin Zhang,Ya Jie Zhao,Jia Wen Wu,Yi Ming Wei,Xian Sheng Zhang,Xiang Yu Zhao.  Journal of Integrative Plant Biology. 2020(03)
[3]Dek42 encodes an RNA-binding protein that affects alternative pre-m RNA splicing and maize kernel development[J]. Yi Zuo,Fan Feng,Weiwei Qi,Rentao Song.  Journal of Integrative Plant Biology. 2019(06)
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本文编号：3609623