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热带玉米种质具有较优良的抗性基因,能拓宽温带地区的玉米种质基础,可以创制出新的种质类群,进而构建新的杂种优势模式,热带玉米种质的引进与利用是我国乃至世界玉米育种的长期发展战略。国内外关于玉米抗大斑病基因的定位报道较多,但多停留在初级定位的基础上。本研究以热带玉米种质CML493、温带玉米自交系PH4CV及其分离群体为试验材料,经过Seq-BSA、KASP基因分型和转录组测序技术的联合分析,结合人工接种大斑病菌液鉴定,开展玉米抗大斑病基因的精细定位与候选基因克隆、遗传转化和功能验证研究。主要研究结果如下:采用Seq-BSA技术对CML493、PH4CV和BC1F1分离群体进行重测序,对候选区域的SNP和In Del关联的区域进行分析。将抗大斑病基因定位在8号染色体(154240000-168290000)上的候选区域,总长度为14.05Mb,关联区域内共注释到1685个基因,其中非同义突变基因405个,移码突变基因97个。由于Seq-BSA技术定位的候选区间较大,采用KASP基因分型技术,在候选区域内设计SNP引物,对特定位点的SNP进行精准的双等位基因判断,实现抗大斑病基因精细定位。通过KASP技术将抗大斑病基因定位在Zm00001d011652-Zm00001d011662之间,这个区域内包含11个候选基因。采用转录组测序技术对CML493和PH4CV进行基因的差异表达分析,接种大斑病菌液的基因表达以上调为主。CML493有723个共表达基因,PH4CV有1038个共表达基因。CML493有89个共表达基因分布在8号染色体上,PH4CV有110个共表达基因分布在8号染色体上。在8号染色体154240000-168290000的区域内筛选CML493和PH4CV的共表达基因,CML493和PH4CV有4个共表达基因。分别是Zm00001d011655(MKKK18)、Zm00001d011666(CDPK21)、Zm00001d011889(HEX9)和Zm00001d011629(WAK RLK1)。Zm00001d011655(MKKK18)基因在KASP定位的候选区内。经过Seq-BSA、KASP基因分型和转录组测序技术的联合分析,采用实时定量PCR(q RT-PCR)技术对候选基因验证,实现抗大斑病基因的精细定位。最终确定基因Zm00001d011655(ZmMKKK18)为抗大斑病候选基因。ZmMKKK18基因c DNA全序列为1645bp,编码479个氨基酸,理论等电点(p I)为4.81,估计分子量为50159.62Da,分子式为C2172H3465N633O686S23,一共有6979个原子,理论推导半衰期为30h,不稳定参数为49.84,构成了不稳定蛋白。MKKK18基因的系统进化树分析表明,玉米与高粱MKKK18氨基酸序列的亲缘关系较近。本研究克隆全长1645bp的ZmMKKK18基因,构建了p EGOEPubi-B-35S-ZmMKKK18过表达载体,过表达载体全长为12125bp,在植物体内Bar基因表达除草剂抗性。采用非组培超声波辅助介导花粉处理法,将过表达载体转化到玉米自交系PH4CV。对T3代转基因阳性材料进行PCR检测,检测植株均获得了PCR扩增目标基因条带。经q RT-PCR基因表达水平检测,ZmMKKK18基因在阳性植株中的相对表达量显著高于野生型对照。经转基因Bar试纸条检测,检测植株均为阳性。结果表明,ZmMKKK18基因和标记基因片段都已整合到T3代株系中,且能稳定遗传和表达。对T3代转ZmMKKK18基因和野生型PH4CV植株进行接种大斑病菌液鉴定,转ZmMKKK18基因植株穗上下叶片有少量病斑,植株持绿性较好,被鉴定为5级抗性。但抗病性明显低于CML493。野生型PH4CV植株叶片病斑较重,植株枯黄,被鉴定为9级抗性。