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一份玉米小籽粒发育突变体mn-like1的遗传分析与分子鉴定
1
作者
袁鑫
赵卓凡
+7 位作者
赵瑞清
刘孝伟
郑名敏
刘育生
董好胜
邓丽娟
曹墨菊
黄强
《作物学报》
北大核心
2025年第6期1569-1581,共13页
籽粒是玉米最重要的库器官,其正常发育需要充足的碳水化合物供应与顺畅的物质运输通道。本研究在选系中获得了1份籽粒发育缺陷突变体small kernel 18(smk18),经多年多点种植,突变体smk18性状遗传稳定,统计(B73×smk18)F2群体分离比...
籽粒是玉米最重要的库器官,其正常发育需要充足的碳水化合物供应与顺畅的物质运输通道。本研究在选系中获得了1份籽粒发育缺陷突变体small kernel 18(smk18),经多年多点种植,突变体smk18性状遗传稳定,统计(B73×smk18)F2群体分离比发现,该性状受1对隐性单基因控制。将smk18突变性状回交5代于自交系RP125中构建近等基因系mn-like1(RP125^(smk18 smk18))。表型鉴定显示,mn-like1植株相较于RP125株高、穗位高增加,百粒重、粒长、粒宽显著降低。通过分子标记将该突变基因定位于2号染色体分子标记Indel 4和Indel 5之间。该区间内有一报道的小籽粒基因Miniature1(Mn1),其编码细胞壁蔗糖转化酶,在籽粒发育早期控制糖类物质运输。通过扩增mn-like1中Mn1基因CDS,测序并比对发现突变体第5外显子上有9 bp缺失,使得Mn1蛋白第409~411的3个氨基酸缺失,蛋白结构变异。且授粉后13天mn-like1籽粒中Mn1表达量显著降低。通过将mn-like1与Mn1转座子插入突变体mn1-mu进行等位性测验,确认mn-like1为Mn1新的等位突变体。亚细胞定位、糖类物质测量以及糖原染色结果显示,Mn1在籽粒胚乳基底转移层特异表达,其突变后糖类物质运输通道受阻,mn-like1中蔗糖和淀粉含量显著降低,造成籽粒发育缺陷。本研究丰富了不同遗传背景下Mn1突变体的种质资源,为Mn1调控籽粒发育机制的解析和Mn1蛋白催化功能研究提供新的遗传材料。
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关键词
玉米
基因定位
籽粒发育
细胞壁蔗糖转化酶
物质运输
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职称材料
一份新的玉米永久性失绿突变体chs10的鉴定及基因克隆
2
作者
侯雨微
岳毓菁
+3 位作者
李川
苏帅
易洪杨
曹墨菊
《四川农业大学学报》
CSCD
北大核心
2024年第1期46-56,102,共12页
【目的】利用60Co-γ射线处理自交系齐319获得了一份新的玉米叶色突变体,对该突变体进行遗传分析、基因定位与克隆,并对候选基因的功能进行初步分析。【方法】以该突变体为亲本,构建遗传分析群体和基因定位群体;通过图位克隆技术获得关...
【目的】利用60Co-γ射线处理自交系齐319获得了一份新的玉米叶色突变体,对该突变体进行遗传分析、基因定位与克隆,并对候选基因的功能进行初步分析。【方法】以该突变体为亲本,构建遗传分析群体和基因定位群体;通过图位克隆技术获得关键候选基因;利用生物信息学方法分析关键候选基因的结构和进化关系;通过qRT-PCR技术检测候选基因在不同组织中的表达差异;同时运用烟草瞬时表达技术对候选基因进行亚细胞定位表达分析。【结果】鉴定了一份玉米永久性失绿突变体chs10(Permanent chlorosis 10),chs10自V2时期开始,叶片从幼苗基部到顶部逐渐由绿转黄,后期的生长发育过程中不再复绿,并且,整个植株包括叶鞘、叶环、茎秆、苞叶和雄穗也均为黄色。该突变体受一对隐性核基因控制,可稳定遗传,植株生长发育正常,可正常授粉结实。突变基因被定位于玉米第10染色体长臂标记SNP-2和SNP-3之间约0.17 Mb范围内,确定了关键候选基因Zm00001d025860,qRT-PCR结果显示Zm00001d025860在玉米根、茎、叶和叶鞘中均有表达,但在叶片中高表达,亚细胞定位结果显示目标蛋白被定位在细胞膜和叶绿体中。利用STRING预测发现Zm00001d025860与卟啉结合蛋白GUN4基因互作,GUN4与叶绿素合成中的镁离子螯合酶(MgCh)具有反馈调节作用。【结论】Zm00001d025860基因的突变导致突变体chs10叶色的改变,并且Zm00001d025860可能通过参与叶绿素合成途径来调控叶色变化。突变体chs10的发现一方面丰富了玉米叶色突变体研究的基因资源,同时为解析镁离子螯合酶在叶绿素合成途径中的作用机理奠定了材料基础。
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关键词
玉米
遗传分析
叶色突变体
chs10
图位克隆
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职称材料
题名
一份玉米小籽粒发育突变体mn-like1的遗传分析与分子鉴定
1
作者
袁鑫
赵卓凡
赵瑞清
刘孝伟
郑名敏
刘育生
董好胜
邓丽娟
曹墨菊
黄强
机构
四川农业大学玉米研究所/农业农村部西南玉米生物学与遗传育种重点实验室
成都理工
大学
成都师范学院化学与生命科学学院
四川
省原子能
研究
院/辐照保藏和效应
四川
省
重点
实验室
出处
《作物学报》
北大核心
2025年第6期1569-1581,共13页
基金
四川省科技计划项目(2022NSFSC0018,2021YFYZ0011,2024NSFSC1210,2023YFH0020)资助。
文摘
籽粒是玉米最重要的库器官,其正常发育需要充足的碳水化合物供应与顺畅的物质运输通道。本研究在选系中获得了1份籽粒发育缺陷突变体small kernel 18(smk18),经多年多点种植,突变体smk18性状遗传稳定,统计(B73×smk18)F2群体分离比发现,该性状受1对隐性单基因控制。将smk18突变性状回交5代于自交系RP125中构建近等基因系mn-like1(RP125^(smk18 smk18))。表型鉴定显示,mn-like1植株相较于RP125株高、穗位高增加,百粒重、粒长、粒宽显著降低。通过分子标记将该突变基因定位于2号染色体分子标记Indel 4和Indel 5之间。该区间内有一报道的小籽粒基因Miniature1(Mn1),其编码细胞壁蔗糖转化酶,在籽粒发育早期控制糖类物质运输。通过扩增mn-like1中Mn1基因CDS,测序并比对发现突变体第5外显子上有9 bp缺失,使得Mn1蛋白第409~411的3个氨基酸缺失,蛋白结构变异。且授粉后13天mn-like1籽粒中Mn1表达量显著降低。通过将mn-like1与Mn1转座子插入突变体mn1-mu进行等位性测验,确认mn-like1为Mn1新的等位突变体。亚细胞定位、糖类物质测量以及糖原染色结果显示,Mn1在籽粒胚乳基底转移层特异表达,其突变后糖类物质运输通道受阻,mn-like1中蔗糖和淀粉含量显著降低,造成籽粒发育缺陷。本研究丰富了不同遗传背景下Mn1突变体的种质资源,为Mn1调控籽粒发育机制的解析和Mn1蛋白催化功能研究提供新的遗传材料。
关键词
玉米
基因定位
籽粒发育
细胞壁蔗糖转化酶
物质运输
Keywords
maize
gene mapping
nutrient transport
cell wall invertase
kernel development
分类号
S513 [农业科学—作物学]
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职称材料
题名
一份新的玉米永久性失绿突变体chs10的鉴定及基因克隆
2
作者
侯雨微
岳毓菁
李川
苏帅
易洪杨
曹墨菊
机构
四川农业大学玉米研究所/农业农村部西南玉米生物学与遗传育种重点实验室
出处
《四川农业大学学报》
CSCD
北大核心
2024年第1期46-56,102,共12页
基金
“十四五”国家重点研发计划项目(2022YFD1200704-3)
四川省科技计划重点研发项目(2021YFYZ0011)
国防科工局核能开发科研项目“核辐射作物品种改良与害虫防控”。
文摘
【目的】利用60Co-γ射线处理自交系齐319获得了一份新的玉米叶色突变体,对该突变体进行遗传分析、基因定位与克隆,并对候选基因的功能进行初步分析。【方法】以该突变体为亲本,构建遗传分析群体和基因定位群体;通过图位克隆技术获得关键候选基因;利用生物信息学方法分析关键候选基因的结构和进化关系;通过qRT-PCR技术检测候选基因在不同组织中的表达差异;同时运用烟草瞬时表达技术对候选基因进行亚细胞定位表达分析。【结果】鉴定了一份玉米永久性失绿突变体chs10(Permanent chlorosis 10),chs10自V2时期开始,叶片从幼苗基部到顶部逐渐由绿转黄,后期的生长发育过程中不再复绿,并且,整个植株包括叶鞘、叶环、茎秆、苞叶和雄穗也均为黄色。该突变体受一对隐性核基因控制,可稳定遗传,植株生长发育正常,可正常授粉结实。突变基因被定位于玉米第10染色体长臂标记SNP-2和SNP-3之间约0.17 Mb范围内,确定了关键候选基因Zm00001d025860,qRT-PCR结果显示Zm00001d025860在玉米根、茎、叶和叶鞘中均有表达,但在叶片中高表达,亚细胞定位结果显示目标蛋白被定位在细胞膜和叶绿体中。利用STRING预测发现Zm00001d025860与卟啉结合蛋白GUN4基因互作,GUN4与叶绿素合成中的镁离子螯合酶(MgCh)具有反馈调节作用。【结论】Zm00001d025860基因的突变导致突变体chs10叶色的改变,并且Zm00001d025860可能通过参与叶绿素合成途径来调控叶色变化。突变体chs10的发现一方面丰富了玉米叶色突变体研究的基因资源,同时为解析镁离子螯合酶在叶绿素合成途径中的作用机理奠定了材料基础。
关键词
玉米
遗传分析
叶色突变体
chs10
图位克隆
Keywords
maize
genetic analysis
leaf color mutant
chs10
map-based cloning
分类号
S513 [农业科学—作物学]
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职称材料
题名
作者
出处
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被引量
操作
1
一份玉米小籽粒发育突变体mn-like1的遗传分析与分子鉴定
袁鑫
赵卓凡
赵瑞清
刘孝伟
郑名敏
刘育生
董好胜
邓丽娟
曹墨菊
黄强
《作物学报》
北大核心
2025
0
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下载PDF
职称材料
2
一份新的玉米永久性失绿突变体chs10的鉴定及基因克隆
侯雨微
岳毓菁
李川
苏帅
易洪杨
曹墨菊
《四川农业大学学报》
CSCD
北大核心
2024
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