《玉米顯性矮稈基因D11的精細定位及其育種潛勢的研究》是依託揚州大學，由王益軍擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：玉米顯性矮稈基因D11的精細定位及其育種潛勢的研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：王益軍
- 依託單位：揚州大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
矮稈基因被用來增強作物的抗倒性與提高收穫指數，玉米矮稈基因的育種套用與基礎研究工作亟待拓寬矮稈基因的種質來源，豐富矮稈基因的遺傳基礎。本申請項目在前期研究基礎上，對一份新的玉米顯性矮稈材料D11進行基因精細定位與育種潛勢的研究：基於多年多點性狀考察與配合力效應值估算，評價矮稈性狀的育種潛勢；不同發育時期、取樣不同組織，掃描電鏡、石蠟切片觀察，解析矮稈系關鍵發育節點的細胞學特徵；通過度量內源赤黴素含量、外源赤黴素施用回響、赤黴素誘導的籽粒α-澱粉酶活性等生理指標，探析D11顯性矮稈性狀與赤黴素通路的關聯性；高世代回交大群體結合高密度分子標記，精細定位矮稈基因。本申請項目研究旨在為矮稈基因D11的克隆和功能分析工作奠定基礎，也為作物株型改良等育種工作提供理論參考、技術支撐與實踐素材。
結題摘要
矮稈基因被用來增強作物的抗倒性與提高收穫指數，玉米矮稈基因的育種套用與基礎研究工作亟待拓寬矮稈基因的種質來源，豐富矮稈基因的遺傳基礎。本項目對一份玉米顯性矮稈材料D11進行了育種潛勢評價、細胞學特徵解析、基因精細定位、矮稈性狀與赤黴素通路關聯性的研究。主要結果如下：1、對矮稈材料D11與不同雜種優勢群自交系雜交後代的表型進行鑑定，結果表明D11與鄭58雜交後代突變體的株高未發生變化、果穗退化，D11與昌7-2 雜交後代突變體的株高變高、果穗發育正常。在D11與昌7-2雜交後代中已篩選出株型較好的材料，套用於玉米育種工作。2、徒手切片、掃描電鏡技術解析矮稈材料D11的細胞學特徵，結果表明D11莖稈細胞大小不一、排列散亂、相互擠壓，呈無序狀，莖稈維管束較少且分布散亂，莖稈高度木質化。D11的矮化表型是由於節間細胞縱向伸長受到抑制所導致。3、採用集團分離分析的方法，矮稈基因D11被初定位於玉米第2染色體的標記umc1516與phi101049之間。採用初定位使用的多態性標記、目標區域新發展的多態性標記篩選大的回交群體，鑑定交換株，進行D11的精細定位。D11被定位於分子標記M19與M20之間，物理距離約143 kb。4、矮稈材料D11的矮化表型與赤黴素通路關聯性的研究結果表明，在赤黴素GA3誘導下，D11的籽粒能夠產生α-澱粉酶，表明D11赤黴素的信號通路正常；D11的內源赤黴素GA3含量顯著降低；外源赤黴素GA3處理，D11的株高、第二葉鞘長度顯著增加，表明D11對外源赤黴素GA3的施用敏感。D11的矮化表型是由於赤黴素生物合成的缺陷所導致，而不是由於赤黴素信號轉導通路的異常所造成。綜合本項目表型觀察、外源赤黴素施用回響、內源赤黴素含量測定、基因定位等結果，表明D11不同於已報導的3份玉米顯性矮稈材料D8、D8-1023、D9，為一新的玉米顯性矮稈材料。本項目研究所得結果為矮稈基因D11的克隆和功能分析工作奠定了基礎，也能為作物株型改良等育種工作提供技術支撐與實踐素材。
