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Mu插入位点在目的基因的5'非翻译区,10个在内含子区,3个在外显子区。通过连续回交和自交,获得了这些突变体的纯合株系。本研究为这些基因的功能分析奠定了材料基础。

玉米类病斑突变体Lmm18的表型与初定位分析

发掘玉米抗病种质资源,克隆抗病基因并解析玉米抗病机制,是玉米抗病性品种改良的基础。类病斑突变体(Lesionmimicmutant,Lmm)是一类在没有病原菌侵染或其他外界刺激情况下,表现出类似病害所致自发性坏死斑的突变体,是研究植物抗病机制的重要材料。对类病斑突变体Lmm18进行表型鉴定和基因初定位。该突变体首先在叶尖部表现类病斑坏死表型,坏死斑随着生长沿叶脉逐渐扩展增多,最后遍及整个叶片。通过二氨基联苯胺(3,3'-diaminobenzidine,DAB)染色,发现Lmm18中过氧化氢含量相较于野生型明显增多。此外,抗病标志基因PATHOGENESIS-RELATED1(PRI)和PR5在Lmm18中显著上调,表明该突变体启动了抗病防御反应。遗传分析表明,该性状由显性单基因控制。利用B73与Lmm18杂交构建的F,群体进行BSR-Seq(BulkedSegregantRNA-Sequencing)分析及连锁标记定位,将LMM18基因初步定位到2号染色体1.23Mb的区间内,该研究为后续克隆该基因并解析其介导的抗病防御调控机制奠定了基础。