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项目年度编号
2400160661
中图分类号
S513
成果公布年份
2024
成果简介
玉米是重要的粮食、饲料、工业原料和生物质能源作物。玉米株高是一个重要的农艺性状，与抗倒伏性、产量高度相关；植株节间数目和节间长度是导致株高差异的主要因素。因此图位克隆株高QTL/基因并对其进行功能分析具有重要的理论意义和实践意义。课题组在前期研究中发现2个高代回交重组自交系W1和W2株高差异显著(P<0.001),二者穗上部和穗下部节间数目都相同,细胞形态分析发现节间细胞长度是引起二者株高差异的主要原因;外源GA试验结果表明控制株高差异的QTL/基因是GA途径之外的新基因。因此，利用来源于W1和W2的F2及F2:3家系群体在多个环境中鉴定到一个位于玉米第3染色体上遗传稳定且贡献率较大的主效株高QTL，命名为qPH3；该项目通过构建qPH3目标区段大的跨叠系及次级跨叠系群体，将qPH3精细定位在物理位置165.650-166.530区间、位于分子标记ym31-ym68之间约800kb范围内。该区间共有四个候选基因，Zm147，Zm856、Zm409及Zm679。对启动子及编码区的序列进行测序比对分析，发现Zm147，Zm856和Zm409在近等基因系W2和W2qPH3之间均无差异，而Zm679没有测通。进一步结合共表达分析和近等基因系W2和W2qPH3之间的转录组分析结果，鉴定到Zm679是qPH3区段内差异显著基因，且表达量较高，将其作为最重要候选基因。Zm679编码一个UDP-芹菜糖/UDP-木糖合成酶，其在拟南芥中的同源基因AXS已被报道参与纤维素生物合成过程，因此课题组推测Zm679在W1中上调表达促进了细胞壁的形成，改变了细胞大小，进而增加了株高。Zm679的基因编辑材料及过表达材料正在遗传转化中，转化后代材料的获得，为进一步深入解析qPH3的生物学功能及调控株高机制提供重要材料。
完成单位
甘肃省农业科学院作物研究所
完成人
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