基于cDNA-AFLP及MSAP技术分析西瓜同源二倍体和四倍体低温胁迫差异表达

为了研究西瓜二倍体及同源四倍体在低温胁迫下的分子机制,以西瓜京欣1号母本83166(二倍体)及其同源四倍体为材料,利用MSAP及cDNA-AFLP技术研究低温处理前后基因表达的差异,并对差异带进行克隆、测序和比对。22对MSAP引物扩增得到1564个位点,其中二倍体经低温处理后总甲基化率下降2.8%,四倍体下降6.4%。将12条差异带与西瓜基因组数据库比对,有7条带确定是西瓜基因组序列。26对cDNA-AFLP引物组合扩增出1267条带,其中二倍体上调表达占48.2%,下调表达占51.8%;四倍体上调表达占58.6%,下调表达占41.4%。23条差异带在NCBI中找到了同源序列基因,包括假定蛋白(39.13%)、能量与代谢(43.48%)、物质运输(8.70%)、转录相关(4.35%)以及逆境相关(4.35%),另有10条无同源序列。低温胁迫后,四倍体去甲基化率与上调表达量均高于二倍体,而且四倍体诱导出的差异基因参与了物质的能量代谢调控及逆境胁迫过程,说明四倍体较二倍体有更强的耐冷性。

基于SNP和SSR对甜玉米种质遗传多样性的评价

利用单核苷酸多态性(single nucleotide polymorphism,简称SNP)与简单重复序列(simple sequence repeat,简称SSR)2种分子标记对23份甜玉米自交系进行遗传多样性评价。结果表明,6对针对su1基因的SNP引物分别在7 790、8 210、10 550 bp位点处检测到22、17、23个自交系发生突变。23份甜玉米自交系在相似系数为0.55处被划分为4个SNP类群;用19对针对玉米10条染色体的SSR引物共检测出83个多态性位点,平均每对引物检测到的多态性位点数为4.4个,在相似系数为0.55处被划分为5个SSP类群。2种分子标记在类群划分中既存在一定的相关性,也存在一定的差异。用SNP、SSR法检测的平均遗传相似系数分别为0.64、0.71,表明23份甜玉米自交系存在比较丰富的遗传变异,种质资源较为丰富。

Mutator转座子介导的玉米甜质突变体侧翼序列克隆

为了探讨Mu转座子使玉米发生甜质突变的分子机理,利用Mu-AFLP方法分离Mutator转座子插入位点的侧翼序列,并根据侧翼序列的延伸设计一对特异性引物P1、P2,验证转座子插入的真实性,同时对插入位点所在的基因进行生物信息学分析。结果显示:侧翼序列长299 bp,插入位点位于第3染色体,该转座子的插入属于真实插入;突变基因全长5 746 bp,共编码592个氨基酸;所编码蛋白的理论分子量为67.5 k Da,疏水性氨基酸含量为42.06%,具有10个跨膜结构域,属于亲水性内膜蛋白。该结果为更好地利用Mutator转座子创制甜玉米新种质奠定了基础,也对揭示玉米胚乳发育与淀粉合成机制具有重要意义。

一个糯玉米突变体的遗传鉴定

为揭示一个糯玉米突变体的遗传机理,本研究对‘综31’(Z31)玉米田间发现的糯玉米突变体M2代果穗,进行籽粒淀粉糯性检测并统计分离比,依据Wx基因设计4对特异性引物,对Z31和突变体基因组DNA进行PCR扩增,回收DNA片段进行测序并进行序列比对分析。结果表明:M2代果穗中,非糯与糯籽粒符合3∶1分离比,该突变由单基因控制;Wx基因检测到6个点突变、1个插入突变和1个缺失突变,导致Wx基因无法正常表达。该研究为糯玉米育种提供了新的遗传学信息,对糯玉米种质资源的创新和育种具有重要的理论意义和实际应用价值。