玉米半矮秆基因Sd7和sd8的克隆和功能分析

基本信息
批准号:91535206
项目类别:重大研究计划
资助金额:197.00
负责人:金危危
学科分类:
依托单位:中国农业大学
批准年份:2015
结题年份:2017
起止时间:2016-01-01 - 2017-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:赵悦,陈晓阳,李洪超,黄伟,张磊,罗海山,孙华越,李辉
关键词:
半矮秆突变体图位克隆功能分析玉米
结项摘要

The plant height is an important agronomic traitin maize. Reducing plant height and increasing planting density reasonably can decrease the risk of lodging and obtain higher grain yield. We identified two novel semidwarf mutant Sd7(Semidwarf 7)and sd8(semidwarf 8)in maize. The mutation of Sd7 was controlled by a dominant locus. Phenotypic comparison indicated that the elongation of internode was restrained in Sd7. Through fine mapping, genomic sequencing, gene expression analysis, measurement of endogenous hormone and treatment of exogenous hormone, we concluded that the expression of ACC synthase gene was changed in Sd7, resulting in the elongation of internode was affected. The sd8 is a recessive mutant. We isolated sd8 gene using map-based cloning, encodes a NAD binding oxidordeuctase. In this present project, we will apply allelic test and transgenic technology to further verify the function of Sd7 and sd8; spatial and temporal expression pattern and protein function will be confirmed by gene expression assays, subcellular localization and measuring enzymatic activity. Interacting proteins (genes) will be identified through yeast-two-hybrid assays, Pull-down assays and EMS mutagenesis. Combined with the analysis of double mutant and RNA-seq, the function of the two genes in the development of maize stem will be illustrated and the primary genetic networks will be constructed. We will also screen for elite alleles of those two genes in the natural population, so as to supply germplasm resources for the breeding of lodging-resistant and high density planting varieties of maize.

株高是玉米的重要农艺性状,适当降低株高,增加种植密度是减轻玉米倒伏、获得高产的重要途径。申请者获得两个玉米半矮秆突变体Sd7(Semidwarf 7)和sd8(semidwarf 8)。Sd7由一对显性核基因控制。其节间细胞伸长受阻,通过定位、表达分析、激素测定实验,推测突变位点改变了候选区间附近ACC合酶基因的转录活性,进而影响Sd7茎秆细胞的伸长。sd8由一对隐性核基因控制,图位克隆推测SD8编码NAD结合的氧化还原酶。在前期研究基础上,申请者将通过等位测验和转基因技术验证Sd7和sd8的候选基因,通过基因表达分析、蛋白定位和酶活分析确定基因时空表达模式和蛋白功能,利用酵母双杂交、Pull-Down和EMS诱变技术探究目的蛋白互作因子;结合双突变体分析和转录组测序技术阐明基因在玉米茎秆发育中的功能,初步构建株高调控网络;同时筛选优异等位基因,为培育抗倒、密植高产玉米新品种提供种质资源。

项目摘要

玉米株高是影响株型的关键性因素,也是连接“源库”的关键桥梁器官,有效降低株高并增加种植密度是减轻玉米倒伏、获得高产的重要途径。本项目克隆了一个玉米半矮秆突变体Sd7。通过扫描电镜观察,发现Sd7茎节间的细胞伸长受到抑制,进而导致节间缩短,造成株高和穗位高显著降低。我们通过图位克隆策略获得候选基因ZmSD7,测序发现ZmSD7基因的第4外显子中插入一个MITE转座子,导致基因发生移码突变。ZmSD7编码了一个ACC合酶,催化乙烯生物合成前体物质ACC的生物合成。转基因验证、内源激素测定和外源激素施加实验结果表明ZmSD7调控玉米茎节间的纵向细胞的伸长,从而调控了玉米的株型变异。研究结果为加速玉米株型的改良提供了强有力的理论基础和技术支撑。另外,我们还克隆了玉米半矮秆基因sd8;解析了DLF1调控玉米株高、叶片数和开花时间的通路机理。在本项目支持下,共发表SCI 论文2 篇,其中包括1篇Plant Physiology,1篇The Plant Journal。

项目成果
{{index+1}}

{{i.achievement_title}}

{{i.achievement_title}}

DOI:{{i.doi}}
发表时间:{{i.publish_year}}

暂无此项成果

数据更新时间:2023-05-31

其他相关文献

1

玉米叶向值的全基因组关联分析

玉米叶向值的全基因组关联分析

DOI:
发表时间:
2

主控因素对异型头弹丸半侵彻金属靶深度的影响特性研究

主控因素对异型头弹丸半侵彻金属靶深度的影响特性研究

DOI:10.13465/j.cnki.jvs.2020.09.026
发表时间:2020
3

基于协同表示的图嵌入鉴别分析在人脸识别中的应用

基于协同表示的图嵌入鉴别分析在人脸识别中的应用

DOI:10.3724/sp.j.1089.2022.19009
发表时间:2022
4

原发性干燥综合征的靶向治疗药物研究进展

原发性干燥综合征的靶向治疗药物研究进展

DOI:10.13376/j.cbls/2021137
发表时间:2021
5

三级硅基填料的构筑及其对牙科复合树脂性能的影响

三级硅基填料的构筑及其对牙科复合树脂性能的影响

DOI:10.11951/j.issn.1005-0299.20200093
发表时间:2020

金危危的其他基金

批准号:31471499
批准年份:2014
资助金额:93.00
项目类别:面上项目
批准号:30771208
批准年份:2007
资助金额:28.00
项目类别:面上项目
批准号:91735305
批准年份:2017
资助金额:348.00
项目类别:重大研究计划
批准号:31171563
批准年份:2011
资助金额:65.00
项目类别:面上项目

相似国自然基金

1

大豆半矮秆基因精细定位、基因克隆和功能分析

批准号:31571693
批准年份:2015
负责人:姜振峰
学科分类:C1307
资助金额:60.00
项目类别:面上项目
2

矮秆波兰小麦矮化基因Rht-dp的精细定位、克隆和功能分析

批准号:31671688
批准年份:2016
负责人:王益
学科分类:C1307
资助金额:62.00
项目类别:面上项目
3

水稻花粉半不育基因的克隆和功能分析

批准号:30671275
批准年份:2006
负责人:王春明
学科分类:C1307
资助金额:27.00
项目类别:面上项目
4

玉米耐烟嘧磺隆基因的克隆和功能分析

批准号:31601320
批准年份:2016
负责人:张永中
学科分类:C1307
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目