玉米雜交種及其親本苗期根系基因差異表達分析及差異表達EST定位.pdf

1、本研究的目的是以玉米苗期根系為實驗材料，分析同一發(fā)育時期雜交種和親本根系基因的表達譜，試圖從基因表達的水平探討雜種優(yōu)勢的生物學基礎。 以玉米強優(yōu)勢雜交種Yuyu22及其親本(Zong3和87-1)的苗期根系為實驗材料，采用抑制差減雜交法(SSH)構(gòu)建了雜交種和兩個親本的正向和反向共四個差減cDNA文庫。差異篩選、測序并去除重復序列后，從530個測序結(jié)果中共獲得了295個非冗余的差異表達EST序列。對其功能分類的統(tǒng)計結(jié)果表明，有4

2、5％的差異表達基因為功能未知或新發(fā)現(xiàn)的EST：可推測功能的EST中，包括13％的基礎代謝相關(guān)基因，9％的轉(zhuǎn)錄及調(diào)控相關(guān)基因(包括6.4％的轉(zhuǎn)錄因子)，6％的信號轉(zhuǎn)導相關(guān)基因，4％的細胞生長和分裂相關(guān)基因，5％的蛋白加工相關(guān)基因等。 對14個功能涉及轉(zhuǎn)錄調(diào)控，細胞分裂，信號轉(zhuǎn)導等差異表達基因的RT-PCR分析表明，有7個基因的差異表達模式與SSH結(jié)果一致。14個基因中有4個為雜交種超親表達；1個為雜交種中親表達；4個為雜交種偏低親

3、表達；5個為雜交種偏高親表達，其中偏向Zong3表達的有4個，偏向87-1表達的有1個。實時熒光定量PCR分析表明，CR2B06和CR4C09的差異表達模式與SSH結(jié)果一致，分別為雜交種偏低親Zong3表達和雜交種超親表達。 采用CAPS和STS標記，將12個差異表達的EST定位于玉米第1，2，4，6，7，9和10號染色體。將這12個標記加到本實驗室構(gòu)建的遺傳連鎖圖譜上以后，通過復合區(qū)間作圖法檢測到8個影響苗期根系性狀的QTL。

4、進一步的分析發(fā)現(xiàn)，定位于第1染色體的差異表達ESTCR2E08位于發(fā)芽后4天根系的總根長、根表面積和根體積的QTL區(qū)間內(nèi)。該標記的增加使得根體積QTL的LOD值及可解釋的表型變異明顯增加。 以玉米cDNA芯片雜交中雜交種和親本差異表達的EST序列AI770808為基礎，通過RT-PCR方法，獲得了兩個包含相同開放閱讀框的MYB轉(zhuǎn)錄因子：ZmMYBL1和ZmMYBL2。序列分析表明ZmMYBL1編碼典型的R2R3-MYB蛋白；So

5、uthern雜交分析表明該基因在玉米基因組中可能以單拷貝形式存在，為多基因家族的成員之一；RT-PCR分析表明該基因的表達有明顯的組織特異性，并且在雜交種的根系、莖間和葉片中的表達量均低于親本；用Yuyu22重組自交系群體，將ZmMYBL1初步定位在玉米染色體bin7.03處，SSR標記bnlg339和umc1865之間；同時對玉米苗期根系平均直徑的一個QTL也定位在第7染色體標記ZmMYBL1和umc1865之間。R2R3-MYB類轉(zhuǎn)