玉米酸轉(zhuǎn)化酶基因(ivr2)的耐旱性關(guān)聯(lián)分析及自交系耐旱性分析.pdf

1、酸轉(zhuǎn)化酶基因(ivr2)是作物在水分脅迫條件下受ABA(Abscisic acid，脫落酸)調(diào)控增強表達的一個耐旱基因，其主要作用是分解蔗糖為葡萄糖與果糖。本研究以NCBI數(shù)據(jù)庫中的AJ563384.1序列作為ivr2基因的基準序列，利用生物信息學方法克隆其基因全長，進行序列分子特征分析；進一步利用我國常用的106份玉米自交系進行序列多態(tài)性和基因型分析，根據(jù)玉米在萌發(fā)期、苗期和成熟期水分脅迫下的存活率和籽粒產(chǎn)量等多個性狀進行候選基因關(guān)聯(lián)

2、分析，發(fā)掘ivr2基因的耐旱優(yōu)異等位變異。獲得結(jié)果如下：
　　 1. 本研究以NCBI數(shù)據(jù)庫中的AJ563384.1序列作為基準，通過生物信息學方法預測獲得了ivr2基因的全長序列，共3783 bp；以自交系CN165為材料，獲得了ivr2基因的cDNA全長，進一步驗證了其基因結(jié)構(gòu)，ivr2基因全長共3個外顯子，2個內(nèi)含子，內(nèi)含子區(qū)域為位點889-1351，2251-2479。通過設(shè)計的5對嵌套引物對ivr2基因全長序列分析，共

3、發(fā)現(xiàn)106份玉米自交系中15個多態(tài)性位點(微小等位基因頻率>0.1)，其中位點488，1706，2170為非同義突變位點。研究發(fā)現(xiàn)該基因不同區(qū)域單核苷酸多樣性差異較大，其中第一個外顯子與第一個內(nèi)含子區(qū)域單核苷酸多樣性較高，隨著序列位置的增加，單核苷酸多樣性逐漸減弱，第三個外顯子與3’-UTR 區(qū)域單核苷酸多樣性最低。
　　 2. 在玉米萌發(fā)期，通過PEG-6000模擬干旱(滲透壓為-0.3 Mpa)的方法鑒定了122份玉米自交系

4、萌發(fā)期的耐旱性，以胚芽長與胚根長的傷害率為依據(jù)(胚芽傷害率≤60.0%，胚根長傷害率≤25.0%)，共篩選出耐旱自交系11份：紅玉米、M14、齊318、川321、丹599、2002F3、7167-1、吉4112、CN165、遼3053、K22。在玉米苗期，使用溫室內(nèi)不漏水塑料杯，控制澆水的方法，以不同土壤相對含水量下苗高、莖粗和葉綠素含量的傷害率及復水后幼苗存活率來評價苗期的耐旱性，從24份玉米自交系中篩選出耐旱自交系丹599、SH15

5、、K22、丹3130和旱21。
　　 3. 采用混合線性模型方法，將ivr2基因在106份玉米自交系中的15個多態(tài)性位點與萌發(fā)期耐旱表型數(shù)據(jù)、2007年海南與2008年新疆的耐旱產(chǎn)量數(shù)據(jù)進行關(guān)聯(lián)分析，發(fā)現(xiàn)該基因多態(tài)性位點與萌發(fā)期耐旱數(shù)據(jù)無顯著的關(guān)聯(lián)，但該基因多態(tài)性位點488(天冬氨酸突變?yōu)楸彼?，與07年海南、08年新疆的耐旱數(shù)據(jù)中的單穗產(chǎn)量性狀，在P<0.01水平上存在極顯著關(guān)聯(lián)。因此，推測ivr2基因488位點與玉米耐旱性