玉米矮秆基因d15的克隆及表达分析

作者:赵长云; 白光庭; 何少勇; 余学杰; 李仁飞; 夏伟; 许秀兰; 柯永培*
来源:植物遗传资源学报, 2023, 24(04): 1141-1150.
DOI:10.13430/j.cnki.jpgr.20221115001

摘要

发掘矮秆基因并解析其调控机制,为玉米矮化育种提供基因资源和理论依据。利用形态观察和石蜡切片方法,研究了玉米矮秆突变体K15d与野生型K15的矮化特征差异;通过等位性鉴定并利用PCR扩增克隆了矮秆基因d15,分析了3个时期茎节间中d15的表达模式。与野生型K15比较,突变体K15d的株高、穗位高和穗下节间数分别降低39.22%、69.75%和38.83%,差异均达显著或极显著水平;茎秆横切面细胞大小差异不明显,纵切面细胞变短,排列不规则。矮秆基因d15与br2等位,第5外显子5485~5685 bp区间缺失200 bp,编码区全长3983 bp。d15编码蛋白的跨膜结构域为10个,比D15编码蛋白的跨膜结构域减少2个,负责底物结合和转运功能的第2个保守功能域缺失。d15启动子较br2仅有2个SNPs差异。在拔节前、拔节期和拔节后3个时期,突变体中d15基因的表达量与野生型间均无显著差异。由此可见,矮秆基因d15的矮化特征及表达模式均与br2相似,是1个新的br2等位基因,丰富了玉米矮秆基因资源。

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