玉米籽粒淀粉粒密度基因tw1的精细定位

• 作者: 付志远 孙粲然 张雪海 汤继华 郭战勇 马指挥
• 来源期刊: 中国农业科学
• 关键词: 玉米 容重 淀粉粒密度 tw1 精细定位
• 年，卷（期）: 2018,（7）
• 所属期刊栏目: 作物遗传育种·种质资源·分子遗传学
• 页码范围: 1233-1243
• 页数: 11页
• 语种: 中文
• DOI: 10.3864/j.issn.0578-1752.2018.07.002

摘要

[目的]淀粉粒密度影响籽粒容重,通过对一个玉米籽粒淀粉粒密度突变体Mrd进行鉴定和精细定位,为容重相关基因的克隆和功能验证奠定基础.[方法]以育种选系过程中发现的一个淀粉粒密度突变体Mrd为材料,利用近红外光谱分析仪检测其籽粒内部化学成分的变化,用扫描电镜观察授粉后18—45 d正常籽粒和突变籽粒中淀粉粒形态的差异;于2014—2016年分别在河南郑州和原阳以及海南三亚种植Mrd与B73的杂交组合及F2和BC1分离群体,并对其进行遗传分析;使用来自maizeGDB(http://www.maizegdb.org)的覆盖全基因组的1000对SSR引物,通过集团分离分析法(bulked segregation analysis,BSA)筛选与目的基因紧密连锁的标记,实现目的基因的初步定位;并在该定位区间内开发新的标记,对从38000 BC1分离群体中筛选出的交换单株进行基因型分析,实现目的基因的精细定位;通过候选基因序列分析、功能预测和等位性测验确定首选候选基因.[结果]该突变体籽粒较正常籽粒体积变小,比重增加;细胞学和化学组份分析结果表明,与野生型籽粒相比,突变体籽粒中的粗蛋白含量降低,粗淀粉含量没有显著变化,淀粉粒形状不规则且变小、密度增加,可能是导致籽粒容重变大的原因;对授粉后不同天数籽粒内部淀粉粒结构的观察显示,突变体籽粒淀粉粒的密度比正常籽粒密度大,并随发育进程不断增加;对Mrd与B73的F2及测交后代分离群体的遗传分析结果表明,Mrd籽粒突变是由单隐性基因(命名为tw1)控制的;该基因首先被定位在第6染色体的SSR标记umc1105和bnlg1154之间,物理距离为22 Mb;利用上述2个标记对BC1群体进行交换单株筛选,并开发标记,将该基因定位于SSR标记B3和A47之间,物理距离为0.2 Mb;在该候选区段内有包含su2在内的3个候选基因,等位性测验结果表明,tw1与su2不是等位基因;候选基因序列分析和功能预测结果表明GRMZM2G042607编码的蛋白具有碳水化合物识别结构域,在种子中对碳水化合物的储藏起沉积作用,是tw1最可能的候选基因.[结论]实现了籽粒淀粉粒密度突变性状基因tw1的精细定位,并确定了候选基因为编码一种β-1,3半乳糖基转移酶的GRMZM2G042607.

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	汤继华	河南农业大学农学院	99	1170	17.0	29.0
2	付志远	河南农业大学农学院	29	208	8.0	13.0
3	郭战勇	河南农业大学农学院	3	6	2.0	2.0
4	张雪海	河南农业大学农学院	3	10	1.0	3.0
5	孙粲然	河南农业大学农学院	1	1	1.0	1.0
6	马指挥	河南农业大学农学院	1	1	1.0	1.0