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农作物的产量一直是人们最重视的农艺性状之一。目前,利用分子标记技术已经定位了多个农作物产量以及产量相关组分的QTL(quantitative trait loci)。但是,产量性状属于数量性状,直接进行图位克隆比较困难。最近,比较基因组学的发展为QTL的比较克隆提供了新的途径。本研究目的就是利用模式生物一水稻的基因组信息进行玉米中QTL的比较克隆,并试图通过该基因的克隆为解析玉米产量QTL的生物学基础提供有益信息。
本实验以玉米白交系Z3、871以及由其组配的192个重组自交系为材料,根据水稻第三条染色体上一个控制粒重、粒长、粒宽、粒厚的QTL(图位克隆后命名为GS3)所在BAC信息,利用生物信息学比对、标记定位方法确定了与水稻GS3区域同源的玉米区段,利用水稻GS3在玉米中的同源序列获取了玉米中GS3的部分基因组序列,并依据玉米GS3的序列信息在玉米自交系和大刍草中找出了GS3的序列差异。具体实验结果如下:
1、从水稻数据库下载了GS3上下游的18个基因的序列,其中9个可以在玉米中找到同源的EST/GSS序列,将这9个基因定位丁Z3、871的RIL群体中,发现其中5个定位于chr.1bnlg1811-umc2112,另外4个分布于其他染色体上。说明玉米第一染色体bnlg1811-umc2112与水稻GS3所在区域直系同源,其中3个基因的定位结果在B73/BY804的RIL群体中得到验证。
2、根据水稻GS3在玉米中同源的GSS序列,用TAIL-PCR对其进行了双向延伸,延伸后的序列有1977bp,包括ATG上游1000bp。根据预测的结果,在第一个内含子内部发现一个茎环结构,但此结构并非在所有材料中都存在。
3、在8个玉米材料中寻找GS3的序列多态性,发现:在预测的第一外显子区域不存在序列差异,但是,在启动子区域则存在多种差异,包括碱基的插入、缺失、置换。