《玉米半矮稈基因Sd7和sd8的克隆和功能分析》是依託中國農業大學，由金危危擔任項目負責人的重大研究計畫。
基本介紹
- 中文名：玉米半矮稈基因Sd7和sd8的克隆和功能分析
- 依託單位：中國農業大學
- 項目負責人：金危危
- 項目類別：重大研究計畫
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
株高是玉米的重要農藝性狀，適當降低株高，增加種植密度是減輕玉米倒伏、獲得高產的重要途徑。申請者獲得兩個玉米半矮稈突變體Sd7（Semidwarf 7）和sd8（semidwarf 8）。Sd7由一對顯性核基因控制。其節間細胞伸長受阻，通過定位、表達分析、激素測定實驗，推測突變位點改變了候選區間附近ACC合酶基因的轉錄活性，進而影響Sd7莖稈細胞的伸長。sd8由一對隱性核基因控制，圖位克隆推測SD8編碼NAD結合的氧化還原酶。在前期研究基礎上，申請者將通過等位測驗和轉基因技術驗證Sd7和sd8的候選基因，通過基因表達分析、蛋白定位和酶活分析確定基因時空表達模式和蛋白功能，利用酵母雙雜交、Pull-Down和EMS誘變技術探究目的蛋白互作因子；結合雙突變體分析和轉錄組測序技術闡明基因在玉米莖稈發育中的功能，初步構建株高調控網路；同時篩選優異等位基因，為培育抗倒、密植高產玉米新品種提供種質資源。
結題摘要
玉米株高是影響株型的關鍵性因素，也是連線“源庫”的關鍵橋樑器官，有效降低株高並增加種植密度是減輕玉米倒伏、獲得高產的重要途徑。本項目克隆了一個玉米半矮稈突變體Sd7。通過掃描電鏡觀察，發現Sd7莖節間的細胞伸長受到抑制，進而導致節間縮短，造成株高和穗位高顯著降低。我們通過圖位克隆策略獲得候選基因ZmSD7，測序發現ZmSD7基因的第4外顯子中插入一個MITE轉座子，導致基因發生移碼突變。ZmSD7編碼了一個ACC合酶，催化乙烯生物合成前體物質ACC的生物合成。轉基因驗證、內源激素測定和外源激素施加實驗結果表明ZmSD7調控玉米莖節間的縱向細胞的伸長，從而調控了玉米的株型變異。研究結果為加速玉米株型的改良提供了強有力的理論基礎和技術支撐。另外，我們還克隆了玉米半矮稈基因sd8；解析了DLF1調控玉米株高、葉片數和開花時間的通路機理。在本項目支持下，共發表SCI 論文2 篇，其中包括1篇Plant Physiology，1篇The Plant Journal。
