糯玉米SW70和SW22是一类新的淀粉合成酶基因功能缺失多突变体

摘要

糯玉米是一类相对于粮食玉米的重要天然突变体,其淀粉合成的遗传机制复杂而又多样。以糯玉米自交系SW22、普通玉米自交系5003、SW22(♀)和5003(♂)的杂种定向选育的糯玉米自交系SW70(自交4代)为材料,研究了自交系授粉后1、2、4周时,SW22、SW70和5003籽粒中ADP-葡萄糖焦磷酸化酶(AGPase)、淀粉合酶(SS)、淀粉分支酶(SBE)和淀粉去分支酶(DBE)共4个家族21个成员编码基因表达水平的变化。结果表明:1)SW22中多个淀粉合成酶编码基因的表达动态与SW70及5003中有显著差异,差异主要存在于淀粉合酶SS和淀粉去分支酶DBE基因家族;2)SW22及SW70籽粒中有明显的Wx转录产物累积,但累积水平均显著低于5003籽粒中;3)SW22及SW70中颗粒结合淀粉合成酶编码基因GbssIIb和异淀粉酶型去分支酶编码基因Iso2完全不表达,意味着SW22胚乳中GbssIIb基因和Iso2基因的功能完全缺失。目前,有关玉米籽粒中GbssIIb和异淀粉酶型DBE Iso2同时突变或单个基因突变均未见报道。推测淀粉合成酶基因GbssIIb和异淀粉酶型DBEIso2功能缺失以及Wx功能部分缺失,共同导致了SW22和SW70籽粒中直链淀粉合成部分缺陷。