《以Ac/Ds轉座子系統克隆和分析玉米籽粒發育相關基因》是依託上海大學，由王飛擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：以Ac/Ds轉座子系統克隆和分析玉米籽粒發育相關基因
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：王飛
- 依託單位：上海大學
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
玉米是重要的糧食作物和能源作物。籽粒作為玉米的重要的儲藏器官，一直是玉米基礎和套用研究的重點。相對於玉米籽粒發育的複雜過程，目前已經開展詳細研究的基因還很少。玉米內源的轉座子系統，如Mutator和Ac/Ds系統等，是目前克隆玉米新基因和開展功能基因研究的最主要手段。我們在前期的研究中已建立了自己的Ac/Ds突變體系，獲得了180個遺傳粗定位的新Ac轉座系，並從中鑑定了10個具有可靠的籽粒單基因突變表型的Ac轉座系。本研究將針對這10個籽粒突變體，通過Ac轉座子標籤的分離，克隆相應的Ac插入基因。並對其中的部分基因進行相應的基因表達分析和初步的功能鑑定，為玉米籽粒發育的研究提供新的信息，為玉米產量的提高提供新的分子設計基礎。
結題摘要
在基礎理論和實際套用方面，玉米籽粒都是重要的研究對象。插入突變研究是克隆和分析基因功能的一個有效的方法。在玉米中，主要是利用Mutator和Ac/Ds轉座子進行插入突變研究。 利用基於Southern雜交和反向PCR的方法我們在5個dek突變體中獲得了Ac的側翼序列，並且利用PCR方法鑑定了這些序列確實為Ac的側翼序列。但是共分離分析表明這些側翼序列並不與dek表型呈現共分離。 為了增加獲得與Ac共分離的突變體的機率，我們創建了一個高效的轉座突變系統 apt1-m1(Ac)。利用這個系統獲得轉座插入突變體的頻率可達9%，遠高於利用Ac負劑量效應的2-4% 的頻率。我們獲得近10000個轉座插入事件，並且繁殖獲得了2500多個轉座插入突變系。同時我們利用su1::Ac轉座系統創建了1000多份遠距離的轉座系。在這些轉座系中鑑定到了36份具有dek突變表型的轉座系。這些突變體為玉米籽粒發育的研究提供了新的材料。 我們建立了基於Genomewalking技術的分離Ac/Ds轉座子側翼序列的PCR方法。這種方法相對於基於Southern雜交和反向PCR技術的方法，大大降低了實驗難度，提高了Ac/Ds側翼序列的分離效率。利用這種方法，在230多份轉座系中分離到了Ac/Ds的側翼序列。這些Ac/Ds轉座子可以作為新的起始位點用於創建新的轉座事件，而且可以用於定向突變基因。 通過細胞學分析我們明確了shu00067為糊粉層缺失的突變體，而且胚的發育嚴重滯後，而shu00074為胚畸形發育的突變體。我們利用基於Genomewalking技術的PCR方法，在shu00067突變體的分離群體中鑑定到一條與dek表型共分離的條帶，通過測序分析表明是一個Ds插入到玉米的GRMZM2G351454基因。同時我們通過圖位克隆方法，將shu00067定位到了1個170Kb的區間內，該區間內有6個在玉米和水稻中存在微觀共線性的基因，其中就包括了基因GRMZM2G351454。通過檢測區間內6個基因的轉錄情況，其中只有基因GRMZM2G351454在突變體中沒有檢測到轉錄物，而其它基因可以正常轉錄。綜合上述的轉座子標籤法和圖位克隆獲得的結果我們確定了基因GRMZM2G351454的一個Ds插入事件是引物Shu00067的dek突變表型的原因。GRMZM2G351454編碼一個APO（Accu）
