玉米Mutator插入突變體庫構建及抗旱突變體的篩選分析.pdf

1、目前我國玉米雜交種的親本種類少，種質基礎狹窄，玉米育種進程發(fā)展緩慢。干旱已成為制約世界農(nóng)業(yè)發(fā)展的重要因素，進行抗旱種質資源的挖掘創(chuàng)新，培育抗旱的玉米新品種具有重大的意義。但目前，篩選出的抗旱玉米種質數(shù)量少，玉米抗旱育種受到很大制約。因此，利用Mu因子構建突變體庫有利于玉米種質資源，尤其是抗旱種質資源的擴增，改良，為玉米遺傳育種提供優(yōu)良的自交系。
　　 隨著測序技術的不斷發(fā)展，玉米基因組大規(guī)模測序已完成。玉米功能基因組學是研究每個

2、基因的功能及在生物體內(nèi)的作用機理，是當前玉米研究的熱點。開展玉米功能基因組學研究的重要手段是構建玉米突變體庫，突變體和對應的突變基因間有著因果關系，可以為闡明基因的功能提供有力的證據(jù)。
　　 構建玉米突變體的方法有許多種，大致分為自然突變，物理誘變，空間誘變，化學誘變，T-DNA插入突變，Mutator轉座子插入突變等。Mutator因子是玉米基因組內(nèi)源性轉座子，具有轉座活性最高、誘變能力最強的特點，誘變產(chǎn)生的突變體數(shù)量多、類型

3、豐富，易于觀察統(tǒng)計。利用Mutator因子構建玉米突變體庫已成為開展玉米功能基因組學研究的重要途徑。
　　 本研究以115F為Mu轉座子供體材料，與優(yōu)良自交系B73雜交，構建Mu因子介導的玉米突變體庫。以該庫為基礎，篩選出具有明顯抗旱突變表型的玉米突變體，并且開展Mu插入位點的側翼序列的克隆和生物信息學分析，預測側翼序列的生物功能，并與抗旱突變特性相聯(lián)系，以期闡明突變位點參與的玉米抗旱代謝途徑，為開展玉米抗旱育種和抗旱相關基因的

4、功能基因組學研究奠定基礎。
　　 主要研究結果如下：
　　 1.以115F為Mu轉座子供體材料，與優(yōu)良自交系B73為受體材料雜交得到M1代植株3000棵，自交后獲得2987個M2果穗，隨機選出100個果穗的籽粒，共37000個籽粒在室內(nèi)盆栽種植，長出幼苗36980棵。在室內(nèi)種植進行遠紅外篩選抗旱突變體，篩選出19棵抗旱的突變體植株。
　　 2.對19株抗旱植株進行MuTAIL-PCR擴增，含MuTIR的側翼序列5

5、6條，去除MuTIR序列后，長度在100-300bp之間的有13條，300-500bp的有15條，500-1000bp之間的有28條。整理后獲得10條非重復靶位點序列，長度約300-900bp。
　　 3.對10條特異序列進行基因功能預測，發(fā)現(xiàn)其中一條序列具有編碼PPR蛋白的功能。PPR蛋白具有促進植株和種子胚乳的發(fā)育，促進葉綠體的形成，參與葉綠體生理生化代謝過程，還可以在逆境下反向調控細胞核與細胞器之間信號傳遞，參與抗氧化，抵