玉米幼胚胚性愈傷組織誘導能力全基因組遺傳解析

《玉米幼胚胚性愈傷組織誘導能力全基因組遺傳解析》是沈亞歐為項目負責人，四川農業大學為依託單位的面上項目。

基本介紹

• 中文名：玉米幼胚胚性愈傷組織誘導能力全基因組遺傳解析
• 項目類別：面上項目
• 依託單位 ：四川農業大學
• 項目負責人：沈亞歐

項目摘要

玉米胚性愈傷組織誘導是轉基因技術的關鍵環節，我國高胚性愈傷誘導率骨幹自交系匱乏，嚴重阻礙了轉基因育種的快速發展。本項目擬採用高覆蓋率重測序構建的玉米IBM連鎖圖譜及全基因關聯分析，深入挖掘與玉米高胚性愈傷誘導率顯著相關的SNP標記和QTL位點，驗證候選基因功能。首先以包含280份DH系的IBM Syn10群體及其構建的6618個bin marker基因型數據為基礎，結合多年多點表型鑑定精細定位高胚性愈傷誘導率QTL區間，發掘控制玉米高胚性愈傷誘導率的關鍵候選基因。再利用先鋒公司開發的高密度SNP晶片對300份玉米自交系進行全基因組關聯分析，鑑定與高胚性愈傷誘導率顯著相關的SNP位點和關鍵基因。並利用比較基因組、生物信息學手段，確定並克隆優良等位基因，進而通過轉基因和TALEN定點突變驗證候選基因功能。結合前期對胚性愈傷誘導過程基因表達調控研究，對玉米胚性愈傷誘導能力進行遺傳和調控網路解析。

結題摘要

鑑定控制玉米胚性愈傷組織誘導關鍵基因，闡明愈傷組織形成的分子機理，為培育更多高胚性愈傷組織誘導率骨幹自交系提供理論支持, 為加快轉基因玉米育種進程奠定基礎，另一方面也能促進整個基因功能研究領域的快速發展。本項目以玉米胚性愈傷組織誘導率為直接目標性狀，一方面利用雙親在胚性愈傷組織誘導性狀上存在顯著差異的高重組率 IBM Syn10 DH群體，在多環境下對控制玉米胚性愈傷組織誘導率進行了QTL 定位。另一方面，利用 361 份自交系進行了多環境下胚性愈傷誘導率的全基因組關聯分析，鑑定與目標性狀顯著相關的 SNP 位點。結合QTL定位和GWAS分析結果在全基因組水平上解析了控制玉米胚性愈傷組織誘導率的遺傳基礎，挖掘了控制目標性狀的候選基因。並對生長激素信號傳導通路的ZmSAUR基因進行候選基因的關聯分析，鑑定了候選基因的優異單倍型。通過轉基因過表達、突變體以及CRISPR/Cas9雙向驗證了ZmSAUR對玉米胚性愈傷組織誘導的調控功能。利用基因共表達技術鑑定並驗證了ZmSAUR 基因的互作基因及調控網路。項目成果為培育高胚性愈傷誘導率骨幹系,提高玉米遺傳轉化效率，加快轉基因玉米育種進程，促進玉米基因功能解析做出了重要貢獻。