玉米隱性核不育基因ms6044的定位、克隆及其敗育過(guò)程細(xì)胞學(xué)觀察.pdf

1、植物雄性不育(male sterility，MS)是指在高等植物中，雄性器官發(fā)育異常，無(wú)法產(chǎn)生有功能的雄配子（花粉），但雌性器官發(fā)育正常，能接受正常雄配子而受精結(jié)實(shí)，并能將該不育性遺傳給后代的現(xiàn)象，它廣泛存在于開花植物中。玉米是雜種優(yōu)勢(shì)利用的最好的作物之一，在培育高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)玉米雜交新品種的基礎(chǔ)上，提高種子純度、降低制種成本是當(dāng)前玉米生產(chǎn)上亟待解決的問(wèn)題，而利用雄性不育系制種是提高玉米雜交種質(zhì)量最為有效的途徑之一。本研究以玉米隱性核不育突

2、變體ms6044為研究對(duì)象，進(jìn)行理論及應(yīng)用研究，得到如下結(jié)果:
　　1.核不育突變體ms6044的細(xì)胞形態(tài)學(xué)觀察。與正?？捎晗啾?，核不育突變體ms6044沒(méi)有觀察到二分體，并且小孢子細(xì)胞逐漸降解，推測(cè)調(diào)控時(shí)期在二分體之前，導(dǎo)致在二分體時(shí)期發(fā)生異常變化，花藥不能正常發(fā)育，表現(xiàn)為敗育。
　　2.ms6044基因的定位。將ms6044分別與玉米自交系鄭58、B73組配BC1F1群體，群體大小為8896株，采用圖位克隆的定位方法，

3、將ms6044基因定位在1號(hào)染色體80.96cM到81.108cM之間，以B73 RefGen v2為參考物理距離約為140kb。
　　3.基因的預(yù)測(cè)和克隆。在140kb的范圍內(nèi)預(yù)測(cè)到4個(gè)基因，通過(guò)測(cè)序發(fā)現(xiàn)只有一個(gè)基因在突變體（msms）和野生型(MsMs)之間存在序列差異，即突變體在基因的第二個(gè)外顯子上有一個(gè)約1.3kb的轉(zhuǎn)座子插入。通過(guò)時(shí)空特異性分析，發(fā)現(xiàn)此基因在玉米雄穗的減數(shù)分裂時(shí)期特異高表達(dá)，在其他時(shí)期和組織中不表達(dá)。因此

4、推測(cè)其為候選基因，1.3kb的轉(zhuǎn)座子插入造成了基因功能的喪失，從而導(dǎo)致雄性不育。
　　4.基因的功能驗(yàn)證。為了驗(yàn)證候選基因是目的基因ms6044，我們構(gòu)建了正義表達(dá)載體和RNAi載體用于玉米轉(zhuǎn)化，將正義表達(dá)載體導(dǎo)入突變體中觀察育性是否恢復(fù)，將RNAi載體導(dǎo)入野生型中觀察是否出現(xiàn)穩(wěn)定的雄性不育現(xiàn)象，這將為證明候選基因是目的基因提供直接依據(jù)。另外，通過(guò)Maize Genetics Cooperation Stock Center獲得m