玉米Mutator轉(zhuǎn)座子插入突變體庫的構(gòu)建和遺傳分析以及脆桿突變體的初步研究.pdf

1、玉米既是主要的糧食和經(jīng)濟(jì)作物，又是基礎(chǔ)生物學(xué)研究的重要的模式植物。隨著玉米全基因組測序工作的完成，它正成為禾本科植物功能基因組學(xué)研究的重要成員。在功能基因組學(xué)中，創(chuàng)建基因的功能缺失突變體是研究目的基因功能的最直接和有效的途徑，轉(zhuǎn)座子插入誘變因?yàn)樵诨蚯贸暇哂袠O大的優(yōu)勢而受到了廣泛地運(yùn)用。玉米Mutator轉(zhuǎn)座子因其較高的轉(zhuǎn)座活性常被用于構(gòu)建大型插入突變體群體，成為分離、克隆玉米功能基因的重要工具之一。
　　 本研究利用帶有高轉(zhuǎn)

2、座活性MuDR因子的玉米材料與中國優(yōu)良玉米自交系Z31雜交，構(gòu)建基于Mu因子插入的大型突變體庫，通過田間鑒定突變表型及實(shí)驗(yàn)室內(nèi)分離側(cè)翼序列方法，對突變體庫進(jìn)行遺傳評價(jià)，為進(jìn)一步的功能基因組學(xué)研究提供材料和技術(shù)支持，主要研究結(jié)果如下：
　　 1．構(gòu)建了一個(gè)含有886個(gè)家系、17720個(gè)單株的M2突變?nèi)后w。田間表型鑒定表明：其中的536個(gè)家系中的1031個(gè)單株有明顯的突變表型，包括幼苗的白化與黃化、植株的高矮、葉片夾角的大小、雌雄穗

3、的數(shù)量、葉色、花粉的育性、植株的脆性、穗位的高低等。
　　 2．對MuTAIL-PCR方法進(jìn)行優(yōu)化后，擴(kuò)增、克隆得到695條MuDR因子插入側(cè)翼序列，利用生物信息學(xué)方法分析得到374條非冗余的插入位點(diǎn)。
　　 3．在獲得的374條非冗余的插入位點(diǎn)中，有298個(gè)插入位點(diǎn)能夠被電子定位到玉米基因組物理圖譜單個(gè)位點(diǎn)上。實(shí)驗(yàn)結(jié)果揭示或印證了MuDR因子在玉米基因組中插入的一些特征：分布于玉米10條染色體上，偏向于插入到基因序列中

4、，并在某些功能基因中有明顯的插入偏好。
　　 4．從突變?nèi)后w中篩選得到2株脆桿突變體，通過與親本Z31回交構(gòu)建F2分離群體，表型鑒定發(fā)現(xiàn)脆桿與非脆桿的分離符合3：1的比例。生化成分測定顯示脆桿突變體中纖維素的含量降低了50％，而可溶性糖的含量明顯升高。細(xì)胞學(xué)觀察發(fā)現(xiàn)脆桿突變體植株莖桿組織維管束細(xì)胞數(shù)目及形態(tài)正常，但其維管束鞘細(xì)胞的細(xì)胞壁厚度明顯變薄于野生型的細(xì)胞壁厚度，推測維管束鞘細(xì)胞細(xì)胞壁厚度變薄可能是導(dǎo)致植株變脆的重要因素。