一个玉米CMS-C恢复基因的精细定位

摘要

为挖掘玉米C型细胞质雄性不育(CMS-C,C-type cytoplasmic male sterility)的育性恢复基因并解析基因功能,用恢复系K932R与2个CMS-C同质异核不育系K169S和K932S分别构建2个F2定位群体,结合SSR分子标记和分离群体分析法全基因组重测序(BSA-reseq)技术定位育性恢复基因,通过PCR技术克隆目的基因并进行基因表达分析。结果表明,用BSA-SSR分子标记法将育性恢复基因Rf 932定位于8号染色体短臂,位于SSR标记8-21与8-30之间,遗传距离分别为2.3 cM和7.7 cM;通过BSA-reseq技术,将Rf 932定位于8号染色体0.38Mb的区域,包含7个候选基因;对候选基因分段克隆和测序比对,获得Rf 932序列全长2549 bp,由4个外显子和3个内含子组成,编码385个氨基酸;其中控制育性恢复的关键位点发生了与Rf4相同的氨基酸变异F187Y,是1个新的Rf4等位基因;该基因编码bHLH转录因子,调控绒毡层发育;据qRT-PCR分析,Rf 932在不育系与恢复系花药中3个发育时期的表达量均无显著差异。研究结果丰富了玉米CMS-C恢复基因库,并为进一步解析育性恢复机理奠定了基础。