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玉米作为重要的粮食、饲料和经济作物,在世界经济发展和粮食安全中有着举足轻重的地位。随着玉米基因组学研究进展的不断深入,通过多种途径发掘控制玉米产量和品质的重要基因,已经成为目前分子生物学研究的热点领域,并推动了玉米育种进程的不断加快。在已有基因克隆的策略中,转座子插入是一种非常有效的方法。
本研究利用Mu7转座子作为材料,在田间对F1的表型进行了鉴定,并利用改良的AFLP方法对相关基因进行了克隆。取得的主要结论如下:利用三个转座子材料,通过对玉米C型胞质雄性不育的两个恢复系Cms-E187-1(Rf4Rf4)、Cms-C6233(Rf5Rf5)与转座子材料的F1群体进行田间鉴定,在74549株的F1群体中鉴定出表型明显的插入突变体299株,涉及到的性状有玉米C型胞质雄性不育的育性恢复、穗分化、穗部性状、籽粒性状以及植株矮化、叶片宽窄、叶皱等农艺性状,这些突变体的获得为玉米重要农艺性状候选基因的克隆提供了材料来源。
利用改良的AFLP方法对两亲本和1个22穗行数、1个雄穗单分枝突变体进行了多态性分析。在引物组合M1/NP4的选择性扩增结果中,分别发现与亲本不同的差异片段,大小分别为700bp和800bp。将穗行数突变体的差异片段回收得到200bp左右的产物,将回收产物连接转化测序,得到一个207bp的序列,对该片段进行生物信息学分析发现,该片段位于第4染色体4.06bin,在此区域存在已定位的玉米穗行数QTL。在NCBI上进行蛋白质序列同源检索,结果显示此序列编码的蛋白质与22kDa基因家族相似性达95%,属玉米pol protein。该片段的获得为下步设计探针获取该基因全长,并阐释该基因与玉米穗行数性状的关系奠定了基础。