玉米K718d矮秆基因的定位及候选基因分析

为发掘玉米矮秆基因,解析矮化机理,以玉米矮秆突变体K718d、野生型K718及其F2分离群体为材料,结合BSA全基因组重测序(BSA-reseq)和转录组测序(RNA-seq)定位矮秆基因。在1号染色体上检测到3个侯选区域,总长度为21.03 Mb,包含基因438个。共鉴定出差异表达基因2374个,其中上调基因1452个,下调基因922个。KEGG分析显示,差异表达基因主要涉及苯丙烷代谢、脂肪酸链延长和半乳糖代谢等通路。基因功能注释显示,差异表达基因参与细胞生长发育、细胞壁组成和植物激素合成代谢等过程。BSA-reseq与RNA-seq联合分析,共筛选出基因26个,其中非同义突变基因19个。结合同源基因功能注释、基因表达量和生物信息学分析,初步获得与植物激素代谢相关的Zm00001d032035和Zm00001d032422候选基因2个。PCR扩增和qRT-PCR分析显示,与K718相比,K718d中2个基因编码区碱基和氨基酸序列均有不同程度突变,基因表达量均极显著降低。研究结果为进一步克隆矮秆基因和育种应用提供参考。