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玉米穗发芽突变体vp2的基因克隆及功能研究

文献类型： 中文期刊

作者： 张馨月;秦阳;李瑞;黄全生;王逸茹;郑军

作者机构：

关键词： 玉米;穗发芽;植物激素;脱落酸

期刊名称：作物学报

ISSN： 0496-3490

年卷期： 2024 年

页码：

收录情况： 北大核心（2023版） ; ; CSCD（2023-2024年度） ; ; 科技核心（2024版） ; ; 农林核心（2020版）

摘要： 玉米穗发芽是指籽粒在果穗上未脱离母体时胚芽便开始萌发生长，穗发芽会严重影响玉米的产量和品质。因此高效挖掘和利用优良基因，培育抗穗发芽玉米品种对我国农业生产非常重要。本研究中的玉米穗发芽突变体vp2具有明显的穗发芽表型且性状能稳定遗传，受隐性单基因控制。通过分析vp2突变体基因组序列发现突变体中两个编码基因(Zm00001d015355和Zm00001d015356)存在缺失，Zm00001d015356编码对羟基苯丙酮酸双加氧酶(ZmHPPD1)。hppd1突变体表现穗发芽表型，且与vp2杂交后代中正常与穗发芽籽粒符合3∶1遗传分离比，结果表明Vp2编码ZmHPPD1基因。为进一步分析ZmHPPD1调控籽粒穗发芽的机制，我们检测了突变体中内源激素和ABA合成通路代谢物含量的变化，发现与正常籽粒相比，穗发芽籽粒中ABA含量显著下降，八氢番茄红素显著积累，且紫黄质、玉米黄质和叶黄素含量显著降低。这表明ZmHPPD1通过影响八氢番茄红素向番茄红素的转化，使ABA合成受阻，导致玉米籽粒打破休眠提前萌发。以上研究结果为解析玉米穗发芽的机制提供了基因资源。

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