BSR-Seq方法定位玉米黄化突变基因

【摘要】光合作用机制和叶绿体发育相关研究是生命科学领域的热点问题,而叶色突变体是研究叶绿体形成和发育相关基因功能的重要材料。本实验利用玉米自然突变产生的携带黄化突变基因的YL1001为材料,对其叶色性状、叶绿体结构、叶绿素含量、光合特性和遗传特性等进行分析,并对黄化突变基因进行了定位研究。主要研究结果如下：1.YL1001材料野生型表型与黄化突变表型分离比符合3：1(野生型：突变型=229：83,X2<C20.05=3.84,P>0.05),双亲正反交试验结果表明突变性状不受细胞质遗传物质的影响；该突变表型受单个核隐性基因的控制。突变体植株在整个生活周期呈黄色,生长势明显弱于野生型植株,不能产生雌雄穗。2.透射电子显微镜观察发现,与野生型植株相比,突变体的叶绿体数目变少叶绿体在细胞中的分布疏松不规则,淀粉粒结构明显减少,类囊体结构排列松散。黄化突变体叶绿素a和叶绿素b的含量显著低于野生型(P<0.01),分别为野生型的25.3%和25.7%。叶绿素荧光参数测定发现,突变型和野生型植株的光合作用效率显著有差异。3.利用BulkedsegregantRNA-Seq(BSR-Seq)方法对突变基因进行定位,突变型和野生型两个样本池中共发现了343913个SNP位点,利用经典贝叶斯算法将突变基因定位于玉米第五染色体12-14Mb的2Mb区间内。4.在第五染色体12-14Mb区段内开发可用SSR标记,利用分离群体将黄化突变基因锚定在M50020和M50029两个标记间,目标区域约为425.9kb；生物信息学分析发现该区间包含17个玉米候选基因,6个为靶向叶绿体的基因；通过差异表达分析及功能预测,确定GRMZM2G002754为关键候选基因。
【作者】李玉荣；
【导师】邱法展；
【作者基本信息】华中农业大学，作物遗传育种，2014，硕士
【关键词】玉米(ZeamaysL.)；光合作用；叶绿体；隐性核突变；黄化突变体；BulkedsegregantRNA-Seq；

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