《一個新的玉米隱性核不育基因克隆與功能分析》是依託中國農業大學，由金危危擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：一個新的玉米隱性核不育基因克隆與功能分析
- 依託單位：中國農業大學
- 項目負責人：金危危
- 項目類別：面上項目
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
雄性不育是植物中普遍存在的生物學現象，廣泛套用於雜交制種中。但目前對玉米雄性不育分子機制的研究較少，在生產上套用非常有限。申請者前期從Mutator突變體庫篩選獲得一份新的玉米隱性核不育突變體ms(male sterility)，表型分析表明突變體的花粉壁和花葯發育異常而導致雄性不育；申請者利用圖位克隆的策略分離了該目的基因，結果顯示其編碼葡萄糖-甲醇-膽鹼氧化還原酶。本研究擬套用轉基因等技術對MS基因作進一步功能驗證；採用RT-PCR、qRT-PCR和組織原位雜交等方法分析基因表達模式；以氣相色譜法測定脂肪酸組成；用雙突變體和轉錄組測序分析初步構建目的基因的調控網路；通過亞細胞定位檢測蛋白定位，分光光度計法測定酶活性，明確MS蛋白功能；闡明MS基因在玉米育性調控中的功能,豐富植物雄性不育分子機理。本研究將為進一步利用MS基因實現玉米雄性不育化制種提供基因資源和理論支撐。
結題摘要
雄性不育系在玉米雜交種子生產中具有重要套用價值，然而其分子遺傳機制的研究卻非常有限。前期，我們發現了一個玉米雄性不育突變體ms (ipe1)。本項目通過圖位克隆、基因等位性測驗、功能互補和CRISPR/Cas9的方法證明一個編碼葡萄糖-甲醇-膽鹼氧化還原酶的基因可以調控玉米雄性育性的形成。細胞學分析表明突變體花葯角質層和花粉壁發育異常，進一步研究發現突變體花葯中角質含量較野生型顯著降低是突變表型產生的原因。原位雜交結果顯示IPE1在單核前期花葯的絨氈層中富集表達，IPE1蛋白定位於內質網。功能分析表明 IPE1可以調節脂肪酸合成和延長、蠟質合成和類黃酮代謝等基因的表達，與MS26和MS45協同調控玉米花葯發育。研究結果揭示了一種新的植物花葯發育的遺傳調控路徑，同時為玉米雄性不育化制種提供了重要的基因資源。
