玉米籽粒突变体dek101的表型分析和精细定位

发布时间：2024-03-09 04:33

　　籽粒作为玉米储藏器官,其发育程度和物质储存直接影响玉米的产量和品质。本研究在玉米双单倍体系选育过程中发现可稳定遗传的籽粒缺陷突变体,命名为defective kernel 101 (dek101)。该突变体籽粒皱缩,粒重显著降低,胚致死,胚乳发育缺陷,不能成苗。在授粉后12 d, dek101开始出现明显的发育异常,授粉后21 d籽粒鲜重、干重、体积不再增加。扫描电镜观察发现,与野生型相比, dek101淀粉粒显著变小。遗传分析证实该突变性状受隐性单基因控制。利用441个F2单株和1648个F3单株,将该基因定位在1号染色体的标记IDP2182和IDP4600之间,物理区间约300 kb,共有5个预测基因。这些结果为挖掘与玉米籽粒发育有关的功能基因,解析籽粒发育机制奠定了基础。

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【部分图文】：

图1籽粒发育动态及授粉后不同时期野生型籽粒和突变型籽粒对比

观察突变体dek101籽粒发现,与野生型相比,突变型籽粒严重干瘪,粒重显著降低,胚致死,胚乳发育严重缺陷,籽粒颜色灰白(图1-A,B)。对籽粒发育动态的观察发现,在9DAP时,突变型籽粒与野生型籽粒相比发育状态基本一致;12DAP时,野生型籽粒呈淡黄色,突变型籽粒呈乳白色,胚....

图2野生型与dek101籽粒淀粉粒扫描电镜观察

对4个F2分离果穗中的野生型和突变型籽粒粒数进行统计,并对两者的分离比进行卡方测验,结果表明野生型籽粒与突变型籽粒的分离比例符合3∶1的孟德尔分离定律理论比例(表2),表明该突变性状受隐性单基因控制。2.4dek101被精细定位到300kb区间

图3dek101的精细定位

随后,在IDP7291和IDP78之间加密3个InDel标记(IDP8216、IDP8266和IDP101),利用F2群体的441个个体将dek101初步定位在1号染色体短臂标记IDP101与IDP78之间,物理区间为3.1Mb。为进一步精细定位,将检测到的重组单株于2019....

图4区段内5个预测基因在玉米自交系B73中不同组织的表达量

籽粒作为玉米光合产物的重要贮藏器官,由胚、胚乳和种皮3个部分构成,其中胚乳在玉米籽粒发育过程中积累淀粉、蛋白质等营养物质;胚作为新生植株的幼体,其萌发所需的营养物质来自于胚乳。因此,以籽粒突变体为遗传材料,挖掘调控其发育的相关基因,并揭示籽粒发育的分子机制,对玉米产量和品质的遗传....

本文编号：3922906