控制玉米粒重主效QTL-qKW9的克隆和功能解析

发布时间：2024-05-26 23:18

　　玉米是最重要的粮食作物之一,对玉米产量的改良是应对全球粮食生产和安全问题的重要内容。玉米的产量是一个极为复杂的数量性状,籽粒百粒重是其重要的构成因子。解析玉米粒重的遗传机理和挖掘新的功能基因将为分子设计育种提供靶点,加快新品种的培育过程。本研究采用图位克隆的方法重新定位并克隆控制粒重、粒长和粒宽的主效QTLqKW9,并对其进行功能解析,得到的主要研究结果如下:1、利用剩余杂合家系发展近等基因系作图群体,通过多代重组筛选和子代测验将qKW9精细定位;通过BAC测序得到两亲本候选区段的序列全长,变异分析显示Zm00001d048451在小粒亲本SK基因编码区存在13bp缺失。2、利用CRISPR/Cas9系统对Zm00001d048451进行基因编辑,得到两个敲除等位变异。两个等位突变均表现出粒重减小,穗重下降的表型,证实Zm00001d048451是qKW9的目的基因。3、qKW9编码一个PLS-DYW亚类的PPR蛋白,亚细胞定位于叶绿体中。与广泛报道的影响籽粒发育的PPR基因不同,qKW9突变不影响籽粒的正常发育。4、RNA测序数据显示qKW9会显著影响5个叶绿体基因位点C-to-U的...

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【部分图文】：

图1拟南芥中PPR蛋白分类和结构示意图（Lurinetal2004）

华中农业大学2019届博士研究生学位论文14图1拟南芥中PPR蛋白分类和结构示意图（Lurinetal2004）。主要的PPR亚家族和亚类的结构构成，图中所示的结构只是示意PPR蛋白的分类，PPR模块的重复单元的数目和顺序都可能因蛋白的不同而不同。Fig.1Categorieso....

图4qKW9.2630kb区间内分子标记的遗传图谱

.2只可能存在于分子标记KQ9右侧。因此，进一步开发了4个分子标记检测这8个家系KQ9右侧的基因型，4个标记为：M3104、FSR27、MSR36、MSR10的基因型，结合这8个家系的基因型和子代测验结果推断qKW9.2不可能位于FSR27-MSR36之间的630kb内，而其可能....

图9qKW9区间内的结构变异

控制玉米粒重主效QTL-qKW9的克隆和功能解析35在13个碱基的缺失，而ZHENG58和B73不存在该缺失变异（图9C），13bp缺失很可能导致SK中Zm00001d048451蛋白翻译移码，进而造成该蛋白功能的缺失。图9qKW9区间内的结构变异。（A）qKW9在9号染色体上的....

图10Zm00001d048450的表达模式和近等基因系中的表达量比较

（授粉后8天以前）较发育后期表达量高，然而其表达水平在近等基因系NIL-SK和NIL-ZHENG58没有表现出相对一致的显著差异，其在雄幼穗和花粉中具有较高的相对表达量（图10）。在发育的籽粒中，Zm00001d048451具有与Zm00001d048450类似的表达模式（图11....

本文编号：3982438