谷子棍棒穗突变体T1340的性状鉴定及突变基因定位

Morphological Characterization and Genetic Mapping of the Mutant Gene of a Stick-shape Panicle Mutant T1340 in Setaria Italica

作者: 专业:生物工程 导师:张丽珍 年度:2015 学位:硕士  院校: 星海音乐学院

Keywords

        谷子穗部结构与产量密切相关,穗部结构和穗型的分子机理一直都是研究的热点。谷子秃尖现象是由顶端小穗退化造成的,由此导致单穗码数稀少,结实率差,单株产量降低。本实验经化学诱变剂甲基磺酸乙酯(ethyl methylsulfonate, EMS)诱变野生型豫谷l号(yu-1),获得稳定遗传突变体T1340,与野生型豫1相比,该突变体茎节数减少从而导致株高变矮,叶子变窄;穗呈棍棒穗,穗顶部有秃尖,每穗粒数显著减少,着粒密度下降结实率差等。遗传分析表明,突变体T1340性状受一对隐性基因控制,利用突变体T1340×SSR41的200个单株F2群体将突变基因初步定位在第4染色体物理位置7.9M和12.8M之间,再利用T1340×晋汾8号的120个单株F2群体进行精细定位,最终将目的基因定位在谷子基因组物理位置10397975和10418624之间。结合利用T1340×豫谷1回交F2群体中突变单株的高通量测序结果分析,发现突变体T1340在Si005660基因编码区第1180碱基处(位于第1外显子),碱基C突变为碱基T,造成Si005660第318位谷氨酰胺提前终止,从而导致T1340突变表型。此外,我们将基因Si005660的CDS序列以及氨基酸序列进行Blast比对,在双子叶模式植物拟南芥和谷子近缘的单子叶水稻都没有相关的研究,只是测得同源性最高的是在柳枝稷(Panicum virgatum)中,分别为76%、71.6%,但也没有功能注释。其在高粱中同源性为62.3%,含有一个解旋酶守恒的C末端和SNF2家族的N末端。在玉米中与该基因同源的GRMZM2G467799 T1、T2、T3,同源性分别为58.1%、58.1%和43.4%,但同样含有—个解旋酶守恒的C末端。谷子小棍棒穗突变体的基因定位和克隆有助于揭示穗部发育的机制,为理想穗型高产谷子品种的培育提供新的理论基础。
    
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