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玉米(Zea mays L.)是我国重要的粮食和饲料作物,在农业生产上发挥着重要作用。普通玉米由于缺乏赖氨酸、色氨酸等必须氨基酸导致其营养价值偏低。而opaque-2突变基因能大幅度提高籽粒赖氨酸含量,因此选育含o2基因及胚乳修饰基因且综合性状优良的优质蛋白玉米(QPM)成为改良现有玉米品质性状的重要途径。回交育种是选育QPM的重要途径之一,将o2基因回交导入现有优良自交系构建o2-NILs能拓宽我国QPM种质基础,但该方法在o2-NILs构建运用中存在一些问题。本文介绍了本实验室QPM育种项目开展以来所使用的方法,并对该方法面临的问题进行讨论。另外,前人关于OPAQUE-2转录因子所调节基因的研究大多集中在醇溶蛋白、氨基酸代谢、植物抗逆等方面,很少涉及到淀粉合成相关基因,本课题前期利用蛋白质组学的研究发现在创制成功的o2-NILs中SH1、SH2蛋白表达水平存在显著差异,因此O2基因可能在调控玉米淀粉合成过程中参与了重要作用。本文拟以o2-NILs为研究材料通过酵母单杂交、qRT-PCR和籽粒淀粉测定实验初步解析O2转录因子通过影响SH1、SH2表达进而参与玉米籽粒淀粉合成途径。具体研究内容和结果如下：1.在课题组前人研究的基础上,采用SSR分子标记辅助选择成功构建44个普通玉米o2近等基因系及3个糯玉米o2近等基因系。同时发现普通玉米o2-NILs构建全过程可利用phi057标记进行辅助选择；糯玉米o2-NILs构建回交世代使用phi057标记选择o2基因,自交纯合世代则使用phi057和phi027筛选o2wx基因。2.使用酵母单杂交分析02转录因子对Sh1、Sh2基因启动子的作用,结果发现02蛋白能与Sh1基因启动子Sh1-1、Sh1-3、Sh1-5和Sh1-9片段发生互作：02蛋白能与Sh2基因启动子Sh2-7片段互作。3.分析不同o2近等基因系籽粒胚乳中的ADPG焦磷酸化酶(AGPase)大亚基基因Sh2的转录情况。结果表明,在中97-7 o2导入系中,Sh2在14DAP、18DAP和26 DAP的表达量分别为中97-7的1.43、1.89、1.44倍且差异达到显著水平(P14DAP=0.05、P18DAP=0.05、P26DAP=0.03); CAL58 o2导入系中Sh2在14DAP、20DAP和26 DAP的表达量分别为CAL58的1.84、1.83、1.79倍且差异达到显著水平(P14DAP=0.02、P22DAP=0.05、P26DAP=0.05)。14 DAP以后糯玉米及普通玉米o2导入系中Sh2基因的转录水平高于野生型,02转录因子对Sh2基因起负向调控作用。4.对糯玉米自交系中97-7、300父本、中501及对应的o2-NILs进行粗淀粉含量分析,结果表明,中97-7 o2导入系(中97-7/o2)粗淀粉含量(72.16%)高于中97-7(60.99%)且差异达到极显著水平(P=6.6E-5)；300父本o2导入系(300父本/o2)粗淀粉含量(71.31%)高于300父本(65.72%)且差异达到极显著水平(P=-8E-5)；中501/o2粗淀粉含量(71.34%)高于中501(67.21%)且差异达到极显著水平(P=8.4E-4)。5.通过2、3、4结果：推测02转录因子是Sh2转录的阻遏物,野生型中02基因能正常转录编码02蛋白并且能结合到Sh2基因启动子上,对其进行转录抑制调节,最终导致野生型植株籽粒淀粉含量增加。