玉米雜交種及其親本苗期根系基因差異表達(dá)分析及差異表達(dá)EST定位.pdf

1、本研究的目的是以玉米苗期根系為實(shí)驗(yàn)材料，分析同一發(fā)育時(shí)期雜交種和親本根系基因的表達(dá)譜，試圖從基因表達(dá)的水平探討雜種優(yōu)勢(shì)的生物學(xué)基礎(chǔ)。 以玉米強(qiáng)優(yōu)勢(shì)雜交種Yuyu22及其親本(Zong3和87-1)的苗期根系為實(shí)驗(yàn)材料，采用抑制差減雜交法(SSH)構(gòu)建了雜交種和兩個(gè)親本的正向和反向共四個(gè)差減cDNA文庫。差異篩選、測(cè)序并去除重復(fù)序列后，從530個(gè)測(cè)序結(jié)果中共獲得了295個(gè)非冗余的差異表達(dá)EST序列。對(duì)其功能分類的統(tǒng)計(jì)結(jié)果表明，有4

2、5％的差異表達(dá)基因?yàn)楣δ芪粗蛐掳l(fā)現(xiàn)的EST：可推測(cè)功能的EST中，包括13％的基礎(chǔ)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(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)相關(guān)基因，4％的細(xì)胞生長和分裂相關(guān)基因，5％的蛋白加工相關(guān)基因等。 對(duì)14個(gè)功能涉及轉(zhuǎn)錄調(diào)控，細(xì)胞分裂，信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)等差異表達(dá)基因的RT-PCR分析表明，有7個(gè)基因的差異表達(dá)模式與SSH結(jié)果一致。14個(gè)基因中有4個(gè)為雜交種超親表達(dá)；1個(gè)為雜交種中親表達(dá)；4個(gè)為雜交種偏低親

3、表達(dá)；5個(gè)為雜交種偏高親表達(dá)，其中偏向Zong3表達(dá)的有4個(gè)，偏向87-1表達(dá)的有1個(gè)。實(shí)時(shí)熒光定量PCR分析表明，CR2B06和CR4C09的差異表達(dá)模式與SSH結(jié)果一致，分別為雜交種偏低親Zong3表達(dá)和雜交種超親表達(dá)。 采用CAPS和STS標(biāo)記，將12個(gè)差異表達(dá)的EST定位于玉米第1，2，4，6，7，9和10號(hào)染色體。將這12個(gè)標(biāo)記加到本實(shí)驗(yàn)室構(gòu)建的遺傳連鎖圖譜上以后，通過復(fù)合區(qū)間作圖法檢測(cè)到8個(gè)影響苗期根系性狀的QTL。

4、進(jìn)一步的分析發(fā)現(xiàn)，定位于第1染色體的差異表達(dá)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(biāo)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(dá)的EST序列AI770808為基礎(chǔ)，通過RT-PCR方法，獲得了兩個(gè)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(dá)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(dá)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(biāo)記bnlg339和umc1865之間；同時(shí)對(duì)玉米苗期根系平均直徑的一個(gè)QTL也定位在第7染色體標(biāo)記ZmMYBL1和umc1865之間。R2R3-MYB類轉(zhuǎn)