一个玉米矮秆突变体K123d的遗传鉴定

矮秆已被广泛用于改良作物的抗倒伏性状,培育理想株型,从而提高作物产量。玉米矮秆突变体K123d由自交系K123自然突变产生。本研究比较该突变体与野生型主要农艺性状差异及其对赤霉素的敏感性;用K123d与株高不同的3个自交系分别构建F1、BC和F2群体,分析矮秆性状的遗传模式;以K169/K123d-F2为定位群体,采用集团分离分析法(BSA),运用SSR标记定位矮秆基因d123;参照br-2序列信息分段设计特异引物,同源克隆d123。结果表明,与野生型相比K123d株高降低35.59%,穗位高降低、节间缩短、叶片较直立,但结实率差,对赤霉素敏感;在F2群体和BC1群体中,正常植株与矮秆植株分离比例分别符合3∶1和1∶1,说明矮秆性状受1对隐性基因控制;其矮秆基因d123定位于第一条染色体上SSR标记umc1278和bnlg1564之间,遗传距离分别为12.8 c M和7.3 c M;同源克隆显示d123与br-2存在12个碱基替换,其中第4个外显子编码的一个谷氨酸被替换为赖氨酸。由此可见,矮秆突变体K123d为br-2的一个突变类型,对矮化育种具有进一步研究利用价值。     

EMS对三个玉米自交系的诱变效应分析

EMS诱变玉米花粉是玉米化学诱变的主要技术。该研究以生产上3个常用的玉米自交系K305、21-ES、R08为材料,对其花粉用不同浓度的EMS诱变处理,探讨其EMS诱变的最佳浓度范围,明确其诱变效应。结果表明：3个自交系经过不同浓度的EMS诱变后,其结实率随着浓度的增大表现出减小的趋势,从其半致死剂量来看,EMS诱变花粉的适宜浓度范围自交系K305和R08均为0.67~1.0 mL?L-1,21-ES在1.67 mL?L-1附近。 M1代不同性状其变异幅度和变异系数与对照相比主要表现出增大的趋势,其不同性状的生物学效应在材料间表现不一致,表明性状在不同材料间对EMS的敏感性不一样,生育期表现为21-ES>K305>R08;主要株型性状表现为R08>21-ES>K305;主要雄穗性状K305和21-ES比R08敏感;主要果穗性状表现为21-ES>K305>R08。 M2代整体表现为变异谱扩大,其株高、穗位高和叶面积以及主要果穗性状的变异表现复杂,主要雄穗性状中除K305的M2株系雄穗分枝数呈双向变异外,其余M2株系整体偏向于雄穗变短,雄穗分枝数减小。该研究结果为后续研究和应用打下了基础。     

一个玉米CMS-C恢复基因的精细定位

为挖掘玉米C型细胞质雄性不育(CMS-C,C-type cytoplasmic male sterility)的育性恢复基因并解析基因功能,用恢复系K932R与2个CMS-C同质异核不育系K169S和K932S分别构建2个F2定位群体,结合SSR分子标记和分离群体分析法全基因组重测序(BSA-reseq)技术定位育性恢复基因,通过PCR技术克隆目的基因并进行基因表达分析。结果表明,用BSA-SSR分子标记法将育性恢复基因Rf 932定位于8号染色体短臂,位于SSR标记8-21与8-30之间,遗传距离分别为2.3 cM和7.7 cM;通过BSA-reseq技术,将Rf 932定位于8号染色体0.38Mb的区域,包含7个候选基因;对候选基因分段克隆和测序比对,获得Rf 932序列全长2549 bp,由4个外显子和3个内含子组成,编码385个氨基酸;其中控制育性恢复的关键位点发生了与Rf4相同的氨基酸变异F187Y,是1个新的Rf4等位基因;该基因编码bHLH转录因子,调控绒毡层发育;据qRT-PCR分析,Rf 932在不育系与恢复系花药中3个发育时期的表达量均无显著差异。研究结果丰富了玉米CMS-C恢复基因库,并为进一步解析育性恢复机理奠定了基础。