论文部分内容阅读
本研究选用玉米优良自交系B73和郑58作为诱变亲本,甲基磺酸乙酯(ethyl methane sulfonate,EMS)作为诱变剂,以EMS浓度为0.067%的EMS-石蜡油诱变玉米成熟花粉,构建玉米EMS突变体库。B73和郑58两个突变体库的M2代含有株高、叶色、叶型、抗性、分蘖、表皮毛等相关的表型丰富的突变体,肉眼可见突变体的比率分别为1.038%、0.865%。尤其是一些突变体表现出优良农艺性状,如叶夹角小、棕色叶中脉、矮化、抗性,为玉米育种提供了宝贵的种质资源。 B73小叶夹角变突变体rla1、rla2表型相似,其叶片石蜡切片显示rla1、rla2的叶舌区远轴面厚壁组织较薄。rla1、rla2较野生型B73耐密植,在66667株/hm2、83333株/hm2和100000株/hm2种植密度下,单位面积产量均高于对照,且随种植密度增大而提高,其最大密植度在100000株/hm2以上。遗传学分析显示rla1、rla2都是单基因隐性突变,而且是等位基因突变。 B73矮化突变体zmd1比野生型矮40%,节间数目比野生型少2节,节长变短,叶片长宽比变小。遗传学分析表明zmd1为单基因隐形突变。用MutMap方法克隆矮化基因ZMD1,从zmd1与B73的F2群体中选出24株矮化个体,等量混合其DNA,建立测序文库,进行高通量测序,获得SNP位点,结合SNP指数与SNP位点分布分析得到2个候选基因。在扩大的F2群体验证候选基因与表型的连锁关系,确定目的基因为ZMD1,该基因编码一个细胞色素P450蛋白。该蛋白与水稻的CYP90D2和CYP90D3、拟南芥的CYP90C1和CYP90D1、玉米BRD1蛋白有较高的序列一致性。 本研究构建玉米B73和郑58的EMS突变体库,并且筛到了具有应用价值的优良性状突变体,为玉米育种提供了丰富的种质资源。将MutMap方法首次应用于玉米基因克隆,并且成功克隆了玉米ZMD1基因,为具有复杂基因组的玉米提供了省力、快速的基因克隆方法。