玉米tasselseed突变体ts12的遗传分析与分子鉴定

• 作者: 秦利萍 董二飞 白洋 周练 任岚扬 张任凤 刘朝显 蔡一林
• 来源期刊: 作物学报
• 关键词: ts12 ts2 雄穗结实 精细定位 等位测验
• 年，卷（期）: 2020,（5）
• 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: 690-699
• 页数: 9页
• 语种: 中文
• DOI: 10.3724/SP.J.1006.2020.93051

摘要

性别决定与玉米雄穗和雌穗发育密切相关, 性别决定基因功能研究对性别决定分子机制的解析具有重要意义。利用甲基磺酸乙酯(EMS)处理B73花粉, 获得了一个玉米雄穗结实突变体tasselseed12 (ts12)。用扫描电镜对ts12突变体雄穗的形态学观察, 发现未成熟雄穗长13 mm时, 小穗呈现出明显的雌性化特征。利用图位克隆的方法, 把ts12定位于分子标记LM4和RM5之间, 物理距离约为290 kb, 该区间共有9个注释基因, 其中包括已报道的性别决定基因Tasselseed2 (Ts2)。通过克隆ts12突变体中Ts2基因编码序列, 发现Ts2基因编码区第196个碱基鸟嘌呤被替换为腺嘌呤, 导致该位点编码的甘氨酸被替换为精氨酸, 由此推测该保守位点突变可能是tasselseed表型产生的原因。ts12和ts2等位性测验结果表明所有F1、F2代植株雄穗均可产生花丝, 推测ts12是ts2基因一个新的等位突变体。以加外源茉莉酸(JA, 1 mmol L–1)处理ts12突变体, 发现处理后的小穗大部分可恢复正常。Ts2基因表达分析揭示在正常植株未成熟雄穗中的表达量最高, 其次是未成熟雌穗及叶片中; 在ts12未成熟雄穗和雌穗中, 该基因的表达量极显著降低。Ts2保守位点的突变及其引起的表达量的降低可能是tasselseed表型产生的原因。