玉米是最重要的糧食作物之一,對玉米產(chǎn)量的改良是應對全球糧食生產(chǎn)和安全問題的重要內(nèi)容。玉米的產(chǎn)量是一個極為復雜的數(shù)量性狀,籽粒百粒重是其重要的構成因子。解析玉米粒重的遺傳機理和挖掘新的功能基因將為分子設計育種提供靶點,加快新品種的培育過程。本研究采用圖位克隆的方法重新定位并克隆控制粒重、粒長和粒寬的主效QTLqKW9,并對其進行功能解析,得到的主要研究結果如下:1、利用剩余雜合家系發(fā)展近等基因系作圖群體,通過多代重組篩選和子代測驗將qKW9精細定位;通過BAC測序得到兩親本候選區(qū)段的序列全長,變異分析顯示Zm00001d048451在小粒親本SK基因編碼區(qū)存在13bp缺失。2、利用CRISPR/Cas9系統(tǒng)對Zm00001d048451進行基因編輯,得到兩個敲除等位變異。兩個等位突變均表現(xiàn)出粒重減小,穗重下降的表型,證實Zm00001d048451是qKW9的目的基因。3、qKW9編碼一個PLS-DYW亞類的PPR蛋白,亞細胞定位于葉綠體中。與廣泛報道的影響籽粒發(fā)育的PPR基因不同,qKW9突變不影響籽粒的正常發(fā)育。4、RNA測序數(shù)據(jù)顯示qKW9會顯著影響5個葉綠體基因位點C-to-U的...

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【學位級別】：博士

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圖1擬南芥中PPR蛋白分類和結構示意圖（Lurinetal2004）

華中農(nóng)業(yè)大學2019屆博士研究生學位論文14圖1擬南芥中PPR蛋白分類和結構示意圖（Lurinetal2004）。主要的PPR亞家族和亞類的結構構成，圖中所示的結構只是示意PPR蛋白的分類，PPR模塊的重復單元的數(shù)目和順序都可能因蛋白的不同而不同。Fig.1Categorieso....

圖4qKW9.2630kb區(qū)間內(nèi)分子標記的遺傳圖譜

.2只可能存在于分子標記KQ9右側。因此，進一步開發(fā)了4個分子標記檢測這8個家系KQ9右側的基因型，4個標記為：M3104、FSR27、MSR36、MSR10的基因型，結合這8個家系的基因型和子代測驗結果推斷qKW9.2不可能位于FSR27-MSR36之間的630kb內(nèi)，而其可能....

圖9qKW9區(qū)間內(nèi)的結構變異

控制玉米粒重主效QTL-qKW9的克隆和功能解析35在13個堿基的缺失，而ZHENG58和B73不存在該缺失變異（圖9C），13bp缺失很可能導致SK中Zm00001d048451蛋白翻譯移碼，進而造成該蛋白功能的缺失。圖9qKW9區(qū)間內(nèi)的結構變異。（A）qKW9在9號染色體上的....

圖10Zm00001d048450的表達模式和近等基因系中的表達量比較

（授粉后8天以前）較發(fā)育后期表達量高，然而其表達水平在近等基因系NIL-SK和NIL-ZHENG58沒有表現(xiàn)出相對一致的顯著差異，其在雄幼穗和花粉中具有較高的相對表達量（圖10）。在發(fā)育的籽粒中，Zm00001d048451具有與Zm00001d048450類似的表達模式（圖11....

本文編號：3982438