一個(gè)玉米矮稈突變體K123d的遺傳鑒定.pdf

1、株高是作物重要的農(nóng)藝性狀之一，矮稈資源是作物矮化育種的物質(zhì)基礎(chǔ)。矮稈基因已被廣泛用于改良作物的抗倒伏性狀，培育理想株型，從而提高作物產(chǎn)量。因此，發(fā)掘矮稈基因資源，研究明確其遺傳特性和矮化機(jī)理，對(duì)作物育種和生產(chǎn)應(yīng)用都具有重要的意義。本研究以玉米自交系K123自然突變獲得的矮稈突變體K123d為材料，比較該突變體與野生型的主要農(nóng)藝性狀差異及其對(duì)赤霉素的敏感性;用K123d與株高不同的3個(gè)自交系進(jìn)行遺傳交配設(shè)計(jì)，分析矮稈突變基因的遺傳模式;利

2、用SSR分子標(biāo)記定位目標(biāo)基因;克隆目標(biāo)基因，明確目標(biāo)基因與已知矮稈基因的關(guān)系，為進(jìn)一步研究利用奠定基礎(chǔ)。主要研究結(jié)果如下:
　　1.與野生型K123相比，玉米矮稈突變體K123d莖稈節(jié)間縮短，株高降低35.59％，雄穗長(zhǎng)度減少35.33％，葉夾角減小15.30％，差異均達(dá)極顯著水平，說(shuō)明該突變體比野生型的植株葉片更直立，株型更優(yōu)良，利于理想株型建成;但K123d穗長(zhǎng)縮短28.42％，穗行數(shù)減少5.25％，行粒數(shù)減少45.24％，單

3、株產(chǎn)量降低48.22％，穗長(zhǎng)、行粒數(shù)和單穗產(chǎn)量差異達(dá)極顯著水平，說(shuō)明矮稈突變體果穗性狀變差，有待進(jìn)一步改良。
　　2.將K123d和K123的無(wú)胚種子經(jīng)1umol/LGA3處理，發(fā)現(xiàn)均能分泌α-淀粉酶降解淀粉，使瓊脂盤出現(xiàn)明顯透明空洞，推測(cè)K123d不屬于赤霉素鈍感型。分別用0、0.1、10、25、50和100μg/mlGA3溶液澆灌處理幼苗結(jié)果，K123d的赤霉素合成及轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑正常，隨著外源赤霉素施用濃度的增加其內(nèi)源赤霉素含量顯

4、著增加，并使K123d苗高恢復(fù)到野生型，說(shuō)明K123d對(duì)赤霉素敏感。
　　3.用K123d與株高不同的3個(gè)自交系進(jìn)行遺傳交配試驗(yàn)，結(jié)果表明F1和BC2群體株高不分離，全部表現(xiàn)為正常植株; BC1和F2群體株高發(fā)生分離，其正常植株與矮稈植株分離比例經(jīng)x2檢驗(yàn)分別符合1∶1和3∶1，證明該突變體K123d的矮稈性狀由一對(duì)隱性核基因控制。將該矮稈基因暫命名為d123。
　　4.以K169/K123d-F2為定位群體，采用集團(tuán)分離分

5、析(BSA)法，用583對(duì)SSR標(biāo)記在雙親及F2高、矮稈基因池間進(jìn)行多態(tài)性篩選，篩選出6對(duì)多態(tài)性SSR標(biāo)記;利用這6對(duì)標(biāo)記對(duì)F2群體中48個(gè)隱性單株DNA進(jìn)行PCR擴(kuò)增，擴(kuò)增產(chǎn)物用非變性6％聚丙烯酰胺凝膠電泳檢測(cè)。利用MAPMAKER3.0軟件進(jìn)行連鎖分析，將目標(biāo)基因d123初步定位于玉米1號(hào)染色體長(zhǎng)臂上，位于SSR標(biāo)記umc1278和bnlg1564之間，遺傳距離分別為12.8和7.3 cM，與已知的隱性矮稈單基因br2在染色體位置上

6、相近。
　　5.參考br2基因保守序列，利用primerer5.0軟件分段設(shè)計(jì)8對(duì)SSR特異引物，對(duì)目標(biāo)基因d123進(jìn)行同源克隆，回收目的條帶純化測(cè)序，利用DNAMAN軟件，將測(cè)序結(jié)果進(jìn)行拼接并與br2序列比對(duì)。結(jié)果顯示，d123與br2外顯子存在12個(gè)堿基替換，但其中11個(gè)堿基為同義突變，僅該基因第四個(gè)外顯子處編碼的第531個(gè)氨基酸，即br2中的谷氨酸在d123的相同位置被替換為賴氨酸。以上結(jié)果表明，該矮稈基因d123可能是源于