【摘 要】
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普通小麦（Triticum aestivum L.,2n=6x=42,AABBDD）是发展中国家人口锌摄入的主要来源。耕地土壤中锌有效性不足影响小麦的生长发育,降低小麦籽粒的产量及品质,间接影响人体健康。因此,维系小麦体内的锌稳态,是保障其正常生长发育和产量及品质的重要指标。金属转运体在植物体锌吸收、转运和积累过程起关键作用,其中ZIP家族是植物吸收和转运锌的主要转运体。ZIP家族成员在自然群体中
【基金项目】
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国家重点研发计划； 国家自然科学基金； 四川省科技厅项目；
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普通小麦（Triticum aestivum L.,2n=6x=42,AABBDD）是发展中国家人口锌摄入的主要来源。耕地土壤中锌有效性不足影响小麦的生长发育,降低小麦籽粒的产量及品质,间接影响人体健康。因此,维系小麦体内的锌稳态,是保障其正常生长发育和产量及品质的重要指标。金属转运体在植物体锌吸收、转运和积累过程起关键作用,其中ZIP家族是植物吸收和转运锌的主要转运体。ZIP家族成员在自然群体中具有丰富的等位变异,这些等位变异是否导致锌转运功能改变目前未知。小麦ZIP3作为ZIP家族的重要成员,表达Ta ZIP3D能部分恢复锌缺陷型突变体酵母的生长,即小麦ZIP3D具有锌转运功能,其ZIP3A和ZIP3B功能未知。四倍体小麦（2n=4x=28,AABB）作为六倍体小麦AB基因组供体物种,是研究ZIP3A和ZIP3B氨基酸自然变异位点影响锌转运功能的优异材料。本研究以二倍体和四倍体小麦为材料克隆了ZIP3基因、筛选氨基酸自然变异位点、酵母验证ZIP3锌转运功能、鉴定控制ZIP3锌转运功能的关键氨基酸位点,针对关键氨基酸位点开发d CAPS标记并进行自然群体筛选。主要研究结果如下:（1）从6份四倍体小麦和2份二倍体小麦中克隆获得16条ZIP3序列,其中7条ZIP3A序列,9条ZIP3B序列。其编码的氨基酸序列共有6种单倍型,存在5个氨基酸自然变异位点。ZIP3A含有2种单倍型,2个自然变异位点分别为G227R、I235T,均位于Tu ZIP3A;ZIP3B含有4种单倍型,3个自然变异位点分别位于Tdu ZIP3B-II（F18L）、Td ZIP3B-II（E169G）和Tp ZIP3B-II（A311V）。（2）跨膜结构域预测显示G169E、R227G和T235I氨基酸变异和缺失未改变ZIP3编码氨基酸的跨膜结构域。（3）酵母功能验证表明Td ZIP3B-II编码一个锌转运体,氨基酸自然变异E169G使其获得锌转运功能,G169是控制ZIP3B转运锌的关键位点。Tu ZIP3A无锌转运功能,氨基酸自然变异G227R使其丧失锌转运功能,T235I不影响ZIP3A的锌转运能力,G227是控制ZIP3A转运锌的关键氨基酸位点。（4）基于关键氨基酸位点开发的Td ZIP3B-Bcc I-F/R和Tu ZIP3A-Mbo II-F/R标记能准确区分E169G和R227G两个位点;所选的59份四倍体小麦均不存在这些自然变异位点。酵母功能验证结果表明,四倍体小麦的ZIP3A转运锌,但ZIP3B不转运锌。（5）59份四倍体小麦各组织间存在相关性,籽粒锌浓度存在显著差异且介于或高于籽粒锌育种目标,是研究控制小麦籽粒锌积累相关基因和小麦籽粒锌浓度遗传改良的优异资源。
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