玉米Mutator转座子突变体库研究进展

Mutator转座子以其高的正向突变率、倾向插入基因富含区和低拷贝序列区等独特的遗传特性,使其在玉米基因功能的研究以及突变体库的构建中发挥了重要的作用。本文从群体大小、群体优缺点以及利用途径等方面对Mutator介导的玉米突变体库作了详细的介绍,以期能为我国玉米基础研究工作者提供启示和借鉴。     

Mu转座子介导的玉米插入突变体的鉴定

选取5个对干旱胁迫响应的玉米蛋白磷酸酶基因,从Mu突变体库中定向筛选到这些基因共92个Mu转座子插入的候选突变体.在田间种植这些候选突变体的后代,每个12粒.利用巢式PCR对这些后代植株的目标插入位点进行鉴定,选择阳性植株与B73杂交或回交.在92个候选突变体中,有21个为可遗传的Mu转座子插入突变体;其中8个突变体的...     

Mutator转座子介导的PPR插入位点分离与遗传分析

利用Mutator (Mu)诱变群体,进行Mu因子插入PPR (Pentatricopeptide Repeats,PPR)位点的分离,及其插入真实性验证。以含活性Mu转座子为父本和玉米自交系综31 (Z31)杂交,经与Z31多代回交和自交获得BC3F2为材料,利用Mu-AFLP方法分离Mu插入侧翼序列的PPR位点,且验证插入真实性。采用Mu-AFLP方法获得Mu因子插入侧翼序列14条,去除冗余序列2条和重复序列8条,其余4条为Mu因子插入的基因序列,经基因型遗传分析验证了2条侧翼序列为真实插入。经功能分析,其中1个为PPR突变位点,且Mu因子插入于该基因5’UTR区第121 bp和第122 bp碱基之间。经基因组定位和功能分析,显示Mu插入位点定位在第6染色体上,为PPR基因家族,能够编码PPR蛋白,推测可能与玉米叶色变化有关。     

蒙古冰草基因组类反转录转座子基因同源序列的克隆与序列分析

以蒙古冰草DNA为模板,采用PCR扩增的方法从蒙古冰草(Agropyron mongolicumKeng)中分离得到了一个类反转录转座子基因序列,命名为MwRRT(GenBank:GQ855806.1)。序列分析结果表明:该序列长为1 005 bp,包含780 bp的开放阅读框,编码260个氨基酸。经GenBank中BLAST程序分析表明,该片段98~255处氨基酸与水稻(Oryza sativa)预测逆转录转座子蛋白Ty3-gypsy亚类、预测种属特异抗原—聚合酶(Gag-Pol)前体和预测聚合酶氨基酸同源性为47%;与高粱(Sorghum bicolor)的预测GAG-POL前体氨基酸同源性为52%。     

异源转座子存在的证据

本研究选用130对小麦SSR引物对从5个小麦-黑麦易位系中选取的56个单株进行PCR扩增,中国春,绵阳11和黑麦作为对照。结果发现122-2A和636-2A引物对在小麦和黑麦间产生多态性。122-2A引物在黑麦中产生2个黑麦特异条带,一个条带大小为190bp,另一个为330bp。在56个单株中有4个单株产生相应的黑麦特异带。这可能是黑麦中1个可移动因子(异源转座子)导入了小麦所致。并且结合许多病理学、进化生物学及其遗传学的证据对异源转座子在原核和真核生物中广泛存在的可能性进行了讨论。     

来自中间偃麦草基因组的类反转录转座子片段的克隆及其特征分析

中间偃麦草(Thinopyrum intermedium, (Host) Barkworth and Dewey)是普通小麦 (Triticum aestivum L.) 遗传改良的重要基因源,已有许多重要基因导入普通小麦。本研究从中间偃麦草基因组克隆到一个类反转录转座子片段,命名为pTi28。该序列高丰度存在于中间偃麦草基因组,低丰度（寡拷贝）存在于普通小麦及其近缘种属硬粒小     

特用玉米的种类与用途

所谓特用玉米是相对于普通玉米而言的,其具有不同于普通玉米的内在遗传组合,表现出各具特色的子粒结构、营养成分、加工品质和食用风味,有着各异的专门用途,所以称特用玉米.     

全基因组分析玉米MuDR转座因子插入突变体库

在功能基因组研究中,插入诱变被广泛用于基因敲除。玉米Mutator转座子因其具有较高的转座活性常被用于构建大型玉米插入突变体库。本研究利用具有活性MuDR因子的玉米材料与优良玉米自交系Z31杂交,获得1 000个M1单株,自交构建M2群体,并研究MuDR因子在基因组中插入位点特性。利用优化的MuTAIL-PCR方法分离出695条MuDR插入位点侧翼序列,经初步生物信息学分析得到374条非冗余的插入位点,其中的298条序列能够被定位在玉米基因组物理图谱单个位点上。实验结果揭示了MuDR因子插入的一些特性：在10条染色体上随机分布,偏向于插入到基因序列中,并在某些功能基因中有明显插入偏好。     

侧翼序列克隆方法评价

克隆已知序列的侧翼DNA区域是基因操作实验中经常面临的任务之一。自PCR技术发明以来,以其为基础克隆侧翼序列的方法不断开发,如反向PCR(inversePCR)、捕捉PCR(capturePCR)、VectorettePCR、抑制PCR(suppressionPCR)、T接头PCR(T-linkerPCR)、多功能接头PCR(versatilecassettePCR)、AluPCR、热不对称交错PCR(thermalasymmetricinterlacedPCR)和DNA步行—复性控制引物(DNAwalking-an-nealingcontrolprimerTM)等。本文对上述方法的原理进行了简要的概括和总结,据此将其归为三大策略,即连接成环PCR、外源接头介导PCR和半随机引物PCR。对不同的策略和同一策略中不同的方法的优缺点亦进行了比较,进而讨论和展望了它们的主要应用领域和潜力,以期对实际操作起到借鉴作用。     

玉米Mu转座因子及其应用

Mu因子是玉米中的一类新型转座因子。本文介绍了Mu因子的发现、分布和类型，对Mu因子的基本遗传特征（突变类型、突变频率、插入专一性、靶位点等）和Mu因子活性的调控（生长发育调控、后生遗传调控）进行了综述，重点论述了Mu活性的调控和应用Mu因子进行玉米插入诱变和基因标签的研究进展。     

甜玉米胚乳突变基因的研究进展及其在育种中应用的策略

甜玉米受一个或多个隐性基因控制的胚乳突变体.到目前为止,已发现至少有14个甜玉米胚乳隐性突变基因,其中有8个胚乳突变基因（su1,sh2,bt1,bt2,ae1,du1,wx1,se1）已应用于商业化育种.目前,已定出了与甜玉米有关的主要胚乳突变基因在玉米染色体上的确切位置,这些胚乳突变基因大多数已经被克隆和测序,而且对这些基因在胚乳碳水化合物合成途径中的作用也有了较深入的了解.本文综述了8个已应用于商业化育种的甜玉米胚乳突变基因的染色体位点、编码的产物及其表现型,介绍这8个甜玉米胚乳突变基因的分类、遗传效应及其互作效应,并提出其在我国甜玉米育种中的应用策略,旨在为甜玉米的深入研究和开发利用提供参考.     

筛选甜玉米自交系作测验种研究

选用9个普甜玉米（Zea mays L.saccharata Sturt)自交系作测验种，用新选育的10个普甜玉米自交系作待测系，采用NCⅡ交配设计，对待测系配合力测定中的测验种进行筛选。结果表明：甜玉米自交系可筛选出用于测定甜玉米待测系的产量及农艺性状一般配合力的测验种。穗重、穗长、穗粗、行粒数、千粒重、株高及生育期对测验种的选择不太严格；而秃尖长对测验种的选择较严格。     

空间诱导甜玉米产量性状变异及其SSR分析

对甜玉米自交系1 132种子经过空间诱变的材料进行表型鉴定和自交繁殖,在SP2代植株发现穗行数、穗粗、穗轴粗和穗粒重等产量性状上出现变异的果穗,通过连续自交获得穗行数、粒深、穗粗比对照明显增大的稳定变异株系,其根系也明显发达.利用分布在10条染色体的198对引物对16份稳定变异株系的进行SSR多态性分析,发现32对引物...     

吉林省甜玉米主要数量性状的遗传参数研究

该文通过18个优良甜玉米杂交种的田间随机区组试验,较为系统地研究了17个主要数量性状的有关遗传参数。结果表明,在一定的选择强度下,某数量性状的遗传改良效果主要取决于该性状的变异幅度和广义遗传力。要想在育种实践中获得较好的遗传改良效果,必须从扩大性状的遗传变异幅度和提高遗传力入手,或两者兼有之。     

甜玉米子粒果皮厚度变化规律的研究

针对我国目前甜玉米育种的问题—果皮厚、柔嫩度差,本试验以超甜玉米、普甜玉米和普通玉米等3种不同基因型的7个玉米自交系、4个杂交种作研究材料,在摸索甜玉米果皮厚度测定方法的基础上,对甜玉米果皮厚度的变化规律作了较系统的研究。结果表明,在甜玉米子粒发育过程中,果皮厚度呈抛物线状动态变化。即授粉后随着子粒发育果皮逐渐变厚,到乳熟后期或蜡熟期达最大值,然后随子粒脱水,果皮细胞排列紧密而变薄。     

多隐纯合体甜玉米主要品质性状分析

利用不同基因型多隐纯合体甜玉米材料进行杂交,获得杂交种,再同时种植这些杂交组合及其亲本材料,在授粉15 d后测定一系列品质指标,分析其遗传规律,主要结果如下:(1)大部分组合含糖量高峰期出现在授粉后15～18 d.大部分组合的最高含糖量大于或介于两亲本间.(2)大部分组合蛋白质含量6次测定总平均数低于或介于两亲本间.大部分组合在授粉后18～30 d蛋白质含量变幅不大.蛋白质含量最大值出现在收获期.(3)含油量随授粉后天数的延迟而上升.大部分组合的含油量最大值出现在收获期,大部分组合的含油量最大值较其对应亲本高或介于两亲本间.(4)大部分组合授粉后18～30 d果皮厚度平均值较对应亲本高或介于两亲本间.大部分组合在同一授粉后天数取样果皮厚度与对应亲本差异不显著.(5)含水量随授粉后天数的延迟而下降,大部分组合5次含水量平均数高于或介于两亲本间.在灌浆期每一基因型都存在一个含水量相对稳定的时期.     

甜玉米果皮厚度QTL的定位及上位性互作

果皮厚度是影响甜玉米口感的一个重要因素。发掘果皮厚度的基因资源、了解玉米果皮厚度的遗传机制,是指导其育种的基础。本研究以日超-1(薄果皮,56.57μm)×1021(厚果皮,100.23μm)的190个BC1F2家系为作图群体,分别采用2种遗传模型检测QTL。基于复合区间作图(CIM)共检测到3个影响果皮厚度的QTL,位于3.01、6.01、8.05区段,分别解释8.6%、16.0%和7.2%的表型变异,其中3.01和8.05处QTL以加性效应为主;基于混合线性CIM模型(MCIM)共检测到5个影响果皮厚度的QTL,其中除8.05处QTL为加性QTL外,另有2对加×加上位性互作QTL,1对是2.01和6.05处QTL之间的互作,另1对则是5.06和6.01处QTL间的互作。这2对互作QTL分别解释了6.63%和12.48%的表型变异率。本结果表明,加性效应和上位性互作效应等都在果皮厚度的形成和遗传中起重要作用。能够检测QTL上位互作的MCIM模型更适用于果皮厚度QTL定位。本研究还在其中4个QTL的区域内分别检索到胚乳中色素合成以及细胞转变的相关候选基因,这些基因的表达是否与果皮厚度的变异有关值得进一步研究。