淹水脅迫下玉米幼苗的轉(zhuǎn)錄組分析及耐漬候選基因克隆.pdf

1、漬害是在玉米生長(zhǎng)發(fā)育過(guò)程中常見(jiàn)的非生物逆境脅迫因子之一，也是熱帶和亞熱帶地區(qū)玉米生產(chǎn)面臨的主要問(wèn)題。玉米苗期耐漬性的遺傳剖析對(duì)于選育耐漬玉米新品種具有重要意義?，F(xiàn)有研究表明，玉米苗期耐漬性可能是由多基因控制的復(fù)雜數(shù)量性狀。本實(shí)驗(yàn)室前期通過(guò)關(guān)聯(lián)分析和連鎖分析的方法都在玉米第5染色體5.04bin上檢測(cè)到一個(gè)控制玉米耐漬性的主效QTL。
　　本研究旨在以耐漬性差異明顯的2個(gè)玉米姊妹系A(chǔ)3237（耐漬）和A3239（敏感）為材料，結(jié)合簡(jiǎn)

2、化基因組測(cè)序、QTL定位、RNA-seq技術(shù)和生物信息學(xué)等方法，篩選和克隆重要的耐漬候選基因及啟動(dòng)子序列，分析基因結(jié)構(gòu)及其在不同耐漬性材料、不同淹水時(shí)期（0h，2h，4h，8h和12h）和不同組織部位的表達(dá)模式。本研究的主要結(jié)論如下:
　　1、按照表達(dá)差異倍數(shù)大于2倍和P值小于0.05為閾值進(jìn)行表達(dá)差異判斷，在淹水脅迫的A3237和A3239幼苗中，共篩選到差異表達(dá)基因608個(gè)，這些差異表達(dá)的基因主要涉及生物合成代謝活性、氧化還原

3、酶活性、逆境響應(yīng)等，且大多數(shù)基因在耐漬自交系A(chǔ)3237中都表現(xiàn)為高表達(dá)。
　　2、基因表達(dá)結(jié)合QTL定位和生物信息學(xué)分析，在5.04bin找到25個(gè)耐漬候選基因，其中GM2和GM17的編碼區(qū)在A3237和A3239中存在差異，A3239中這2個(gè)基因轉(zhuǎn)錄本序列與B73參考基因序列一致，但A3237中GM2序列與A3239存在一個(gè)堿基突變，使得丙氨酸變成蘇氨酸，A3237中GM17序列相對(duì)A3239存在一個(gè)缺失66bp的轉(zhuǎn)錄本。

4、>　　3、GM2和GM17分別編碼一個(gè)AP2-結(jié)構(gòu)域的蛋白質(zhì)和一個(gè)HLH結(jié)構(gòu)域的蛋白質(zhì)。實(shí)時(shí)熒光定量PCR分析表明，GM2和GM17基因受漬水脅迫誘導(dǎo)表達(dá)，其中GM2的表達(dá)量在A3237和A3239間存在顯著差異，而GM17的表達(dá)量在A3237和A3239間差異不顯著。
　　4、GM2和GM17基因啟動(dòng)子區(qū)含有厭氧響應(yīng)相關(guān)的順式作用元件，如ARE、G-box和GC-motif。在A3237和A3239中，GM2基因上游的啟動(dòng)子區(qū)存