玉米酸轉(zhuǎn)化酶基因(ivr2)的耐旱性關(guān)聯(lián)分析及自交系耐旱性分析.pdf

1、酸轉(zhuǎn)化酶基因(ivr2)是作物在水分脅迫條件下受ABA(Abscisic acid，脫落酸)調(diào)控增強(qiáng)表達(dá)的一個(gè)耐旱基因，其主要作用是分解蔗糖為葡萄糖與果糖。本研究以NCBI數(shù)據(jù)庫(kù)中的AJ563384.1序列作為ivr2基因的基準(zhǔn)序列，利用生物信息學(xué)方法克隆其基因全長(zhǎng)，進(jìn)行序列分子特征分析；進(jìn)一步利用我國(guó)常用的106份玉米自交系進(jìn)行序列多態(tài)性和基因型分析，根據(jù)玉米在萌發(fā)期、苗期和成熟期水分脅迫下的存活率和籽粒產(chǎn)量等多個(gè)性狀進(jìn)行候選基因關(guān)聯(lián)

2、分析，發(fā)掘ivr2基因的耐旱優(yōu)異等位變異。獲得結(jié)果如下：
　　 1. 本研究以NCBI數(shù)據(jù)庫(kù)中的AJ563384.1序列作為基準(zhǔn)，通過(guò)生物信息學(xué)方法預(yù)測(cè)獲得了ivr2基因的全長(zhǎng)序列，共3783 bp；以自交系CN165為材料，獲得了ivr2基因的cDNA全長(zhǎng)，進(jìn)一步驗(yàn)證了其基因結(jié)構(gòu)，ivr2基因全長(zhǎng)共3個(gè)外顯子，2個(gè)內(nèi)含子，內(nèi)含子區(qū)域?yàn)槲稽c(diǎn)889-1351，2251-2479。通過(guò)設(shè)計(jì)的5對(duì)嵌套引物對(duì)ivr2基因全長(zhǎng)序列分析，共

3、發(fā)現(xiàn)106份玉米自交系中15個(gè)多態(tài)性位點(diǎn)(微小等位基因頻率>0.1)，其中位點(diǎn)488，1706，2170為非同義突變位點(diǎn)。研究發(fā)現(xiàn)該基因不同區(qū)域單核苷酸多樣性差異較大，其中第一個(gè)外顯子與第一個(gè)內(nèi)含子區(qū)域單核苷酸多樣性較高，隨著序列位置的增加，單核苷酸多樣性逐漸減弱，第三個(gè)外顯子與3’-UTR 區(qū)域單核苷酸多樣性最低。
　　 2. 在玉米萌發(fā)期，通過(guò)PEG-6000模擬干旱(滲透壓為-0.3 Mpa)的方法鑒定了122份玉米自交系

4、萌發(fā)期的耐旱性，以胚芽長(zhǎng)與胚根長(zhǎng)的傷害率為依據(jù)(胚芽傷害率≤60.0%，胚根長(zhǎng)傷害率≤25.0%)，共篩選出耐旱自交系11份：紅玉米、M14、齊318、川321、丹599、2002F3、7167-1、吉4112、CN165、遼3053、K22。在玉米苗期，使用溫室內(nèi)不漏水塑料杯，控制澆水的方法，以不同土壤相對(duì)含水量下苗高、莖粗和葉綠素含量的傷害率及復(fù)水后幼苗存活率來(lái)評(píng)價(jià)苗期的耐旱性，從24份玉米自交系中篩選出耐旱自交系丹599、SH15

5、、K22、丹3130和旱21。
　　 3. 采用混合線性模型方法，將ivr2基因在106份玉米自交系中的15個(gè)多態(tài)性位點(diǎn)與萌發(fā)期耐旱表型數(shù)據(jù)、2007年海南與2008年新疆的耐旱產(chǎn)量數(shù)據(jù)進(jìn)行關(guān)聯(lián)分析，發(fā)現(xiàn)該基因多態(tài)性位點(diǎn)與萌發(fā)期耐旱數(shù)據(jù)無(wú)顯著的關(guān)聯(lián)，但該基因多態(tài)性位點(diǎn)488(天冬氨酸突變?yōu)楸彼?，與07年海南、08年新疆的耐旱數(shù)據(jù)中的單穗產(chǎn)量性狀，在P<0.01水平上存在極顯著關(guān)聯(lián)。因此，推測(cè)ivr2基因488位點(diǎn)與玉米耐旱性