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摘要
叶形是玉米(Zea mays)重要农艺性状之一,理想叶形对增加玉米种植密度、提高产量具有重要意义。叶形由多个基因及遗传位点协同调控,目前玉米叶片形态发育分子机制仍不明确。本研究,用甲基磺酸乙酯(ethyl methanesulfonate, EMS)处理玉米自交系Mo17花粉得到一个叶片皱缩突变体wl1(wrinkled leaf 1)。遗传分析表明wl1是由一个单基因控制的隐性突变体。wl1叶片表面有小脊、毛状体,且气孔数量减少,石蜡切片显示wl1叶片的表皮细胞层存在加倍现象;此外,wl1植株株高、穗位叶及穗上两叶的叶长和叶宽较野生型(wildtype, WT)均显著降低(P<0.01)。转录组测序分析表明wl1在光合作用相关生物过程和细胞组分中多个基因表达下调,同时光合测定也表明wl1净光合速率、气孔导度和蒸腾速率均显著低于野生型(P<0.01)。利用图位克隆法,wl1定位在1号染色体1.7 Mb的物理区间。通过分析定位区间候选基因在玉米叶中的表达水平、全基因组测序以及与7个不同玉米自交系的序列比对,初步确定了玉米皱叶突变体wl1的候选基因为Zm00001d027266,该基因编码一个类DeSI (desumoylating isopeptidase)蛋白。该研究为wl1基因的克隆、玉米叶形发育分子机制解析提供了基础资料。
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