玉米隐性核不育基因ms6044的定位、克隆及其败育过程细胞学观察

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中文摘要：植物雄性不育(male sterility，MS)是指在高等植物中，雄性器官发育异常，无法产生有功能的雄配子（花粉），但雌性器官发育正常，能接受正常雄配子而受精结实，并能将该不育性遗传给后代的现象，它广泛存在于开花植物中。玉米是杂种优势利用的最好的作物之一，在培育高产、优质玉米杂交新品种的基础上，提高种子纯度、降低制种成本是当前玉米生产上亟待解决的问题，而利用雄性不育系制种是提高玉米杂交种质量最为有效的途径之一。本研究以玉米隐性核不育突变体ms6044为研究对象，进行理论及应用研究，得到如下结果: 1.核不育突变体ms6044的细胞形态学观察。与正常可育株相比，核不育突变体ms6044没有观察到二分体，并且小孢子细胞逐渐降解，推测调控时期在二分体之前，导致在二分体时期发生异常变化，花药不能正常发育，表现为败育。 2.ms6044基因的定位。将ms6044分别与玉米自交系郑58、B73组配BC1F1群体，群体大小为8896株，采用图位克隆的定位方法，将ms6044基因定位在1号染色体80.96cM到81.108cM之间，以B73 RefGen v2为参考物理距离约为140kb。 3.基因的预测和克隆。在140kb的范围内预测到4个基因，通过测序发现只有一个基因在突变体（msms）和野生型(MsMs)之间存在序列差异，即突变体在基因的第二个外显子上有一个约1.3kb的转座子插入。通过时空特异性分析，发现此基因在玉米雄穗的减数分裂时期特异高表达，在其他时期和组织中不表达。因此推测其为候选基因，1.3kb的转座子插入造成了基因功能的丧失，从而导致雄性不育。 4.基因的功能验证。为了验证候选基因是目的基因ms6044，我们构建了正义表达载体和RNAi载体用于玉米转化，将正义表达载体导入突变体中观察育性是否恢复，将RNAi载体导入野生型中观察是否出现稳定的雄性不育现象，这将为证明候选基因是目的基因提供直接依据。另外，通过Maize Genetics Cooperation Stock Center获得ms6044的等位突变体ms6034进行等位测验，这一实验结果也将为候选基因验证提供另一个证据。

作者：

徐春艳

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关键词：

玉米隐性核不育突变体基因定位克隆技术细胞形态学

授予学位：

硕士

学科专业：

作物遗传育种

导师：

陈化榜

学位年度：

2014

学位授予单位：

山东农业大学

语种：

中文

中图分类号：