糯玉米opaque2基因近等基因系的创制

opaque2基因能够提高糯玉米赖氨酸、色氨酸等必需氨基酸的含量。用2种优质蛋白玉米(QPM)CA339和鲁2548自交系作为opaque2基因供体,25个品质较好的糯玉米自交系作为受体,利用回交技术和SSR分子标记辅助选择育种,创制糯玉米opaque2近等基因系。分子标记结果表明,不同受体以及两种供体间都存在多态性。5套创制成功的opaque2近等基因系的赖氨酸含量比其轮回亲本分别提高了59.0%、52.7%、48.5%、46.3%和61.9%,分别由0.308%、0.313%、0.309%、0.341%、0.323%提高到0.489%、0.478%、0.458%、0.498%、0.522%。本研究表明,可以利用此方法通过向不同遗传背景的多种受体导入opaque2,选取赖氨酸含量提高较大、透明表型的近等基因系,提高糯玉米的营养价值和经济价值。

两个玉米回交一代群体中opaque2基因单侧连锁累赘的SSR分析

为了在回交一代既能较好地消除靶基因的遗传连锁累赘,又能在进行背景选择的基础上选择到轮回亲本遗传背景回复率较高的单株,本研究构建了单株数分别为1 416和1 627的SCBC1F1和HCBC1F1两个不同遗传背景的回交群体。结合玉米叶片DNA大量、快速提取法,使用5个与opaque2(o2)基因连锁并已定位的SSR标记,在SCBC1F1与HCBC1F1群体中,对o2基因单侧的连锁累赘进行SSR分析,并与Ribaut(2002)的计算机模拟结果进行比较,结果表明,本研究获得的结果优于相应的计算机模拟结果。并对分子标记辅助选择体系在玉米回交育种中应用的若干理论问题进行了讨论,认为在实际应用MAS程序中,不仅要重点考虑最终决选的单株数(Ni),而且还应该考虑到实际有足够后代的中选单株数(Nj)。另外,结合预期要消除连锁累赘的图距,制备足够大的BC1F1群体是十分必要的。

玉米O2/o2近等基因系胚乳中基因表达差异分析

对玉米Hz85(O2/O2)和Hz85(o2/o2)以及S7913(O2/O2)和S7913(o2/o2)两种不同核背景下的近等基因系(NIL),采用cDNA芯片杂交技术研究玉米o2突变基因及赖氨酸形成和胚乳发生相关基因在RNA水平上的表达差异.在两套NILs中检测到共同的表达差异克隆87个,对其序列分析得到26个TUGs(tentativeuniquegenes)、11个未命名蛋白和6个新序列.这些TUGs分别参与了生长发育、胁迫响应、物质运输、信号转导、电子传递链、细胞防御、代谢等细胞过程,以及作为细胞组分和贮存蛋白.基于O2/o2NILs间胚乳发育中基因表达的差异,讨论了o2籽粒中的不透明粉质胚乳形成的分子机制.

郑58/opaque2近等基因系中opaque2基因突变位点分析与高效分子标记开发

opaque2突变体材料是最常用的高赖氨酸玉米供体。对已获得的郑58/o2近等基因系研究表明,胚乳发育不同时期22-kDα-醇溶蛋白的积累均明显低于郑58。荧光定量PCR结果表明,α-醇溶蛋白家族基因Z1A、Z1B、Z1C和Z1D的表达均显著低于郑58。郑58/o2胚乳发育不同时期Opaque2基因均正常表达。测序分析发现,郑58/o2中o2基因ATG后713 bp处缺失10个碱基,ORF预测Opaque2蛋白翻译提前终止。针对突变缺失位点开发基因内分子标记o2-indel-1,利用该标记进行回交转育,结果表明,o2-indel-1与o2突变表型完全连锁,错选率为0。opaque2基因突变位点的解析有助于高效分子标记的开发,有效降低错选率,提高优质蛋白鲜食玉米多基因聚合育种的选择效率。