玉米ZmCIPK23基因Mutator插入突变体的鉴定

玉米ZmCIPK23基因Mutator插入突变体的鉴定

陈果;陈勋基;李建平;郝晓燕;常晓春;足木热木;郑军;黄全生

【摘要】[目的]玉米ZmCIPK23基因的候选突变体连续与玉米自交系B73回交并自交,最终得到以B73为背景的纯合突变体,为研究该基因的功能奠定材料基础.[方法]从玉米Mutator(Mu)突变体库中定向筛选到玉米ZmCIPK23基因的候选突变体.在田间种植候选突变体,利用巢式PCR对这些后代植株进行鉴定,选择阳性植株与B73杂交.通过连续的回交及自交,最终获得该基因的纯合突变体.[结果]通过PCR 鉴定,获得了以B73为背景的ZmCIPK23基因纯合的突变体zmcipk23.[结论]获得了玉米ZmCIPK23基因的Mu插入的纯合突变体zmcipk23,为研究该基因的功能奠定了基础.%[Objective] The candidate mutants of maize ZmCIPK23 gene were continuously backcrossed and self-pollinated with B73 in fields, and finally homozygous mutants with B73 background were obtained, which laid the material foundation for studying the function of this

gene.[Method]The candidate mutants of ZmCIPK23 were screened from a maize Mutant library.They were planted and analyzed by nested PCR.The positive plants with Mu-insertion in the ZmCIPK23 gene were self-pollinated and backcrossed with B73 in the field.Thus the homozygous mutants were obtained.[Result]The homozygous mutant of ZmCIPK23 gene was obtained by PCR.[Conclusion]The homozygous mutant (zmcipk23) of Mu insertion of ZmCIPK23 gene was obtained.This study has provided a foundation for the functional analysis of the ZmCIPK23 gene.【期刊名称】《新疆农业科学》

【年(卷),期】2017(054)007

【总页数】6页(P1185-1190)

【关键词】玉米;Mutator转座子;ZmCIPK23;突变体

【作者】陈果;陈勋基;李建平;郝晓燕;常晓春;足木热木;郑军;黄全生

【作者单位】新疆农业科学院核技术生物技术研究所,乌鲁木齐 830091;新疆农业

科学院核技术生物技术研究所,乌鲁木齐 830091;新疆农业科学院核技术生物技术

研究所,乌鲁木齐 830091;新疆农业科学院核技术生物技术研究所,乌鲁木齐830091;新疆农业科学院核技术生物技术研究所,乌鲁木齐 830091;新疆农业科学

院核技术生物技术研究所,乌鲁木齐 830091;中国农业科学院作物科学研究所,北京100081;新疆农业科学院核技术生物技术研究所,乌鲁木齐 830091

【正文语种】中文

【中图分类】S513

【研究意义】类钙调磷酸酶B互作蛋白激酶(CIPK)是植物所特有的一类蛋白激酶，在植物逆境如干旱﹑高盐应答等非生物胁迫反应中起着重要的作用，而在重要农作物玉米中CIPK基因的功能研究还非常少。研究从反向遗传学角度出发，利用玉米Mutator转座子，定向筛选ZmCIPK23基因Mu插入的突变体。通过PCR等鉴

定方法，最终获得玉米ZmCIPK23基因的纯合突变体，为研究该基因在逆境胁迫

下的功能奠定基础。【前人研究进展】Mutator转座子在玉米功能基因组学及突

变体库构建中起着非常重要的作用，利用该转座子构建了许多玉米突变体库[1]。

随着Mutator突变体库的建立，许多方法如热不对称交错PCR(TAIL-PCR)、酶切-连接-扩增(DLA)等先后用于检测Mu转座子插入位点[2, 3]。已有研究报道，利

用Mutator转座子，鉴定了5个对干旱胁迫响应的玉米蛋白磷酸酶基因[4]。类钙调磷酸酶B互作蛋白激酶(CIPK)是植物所特有的一类蛋白激酶，该基因家族在植物非生物逆境胁迫中发挥着重要的作用。在拟南芥中，CIPK23能够磷酸化K+转运蛋白AKT1，从而在低钾胁迫下，植株能够正常生长发育[5](Xu, 2006

#2440;Ragel, 2015 #2439)。在玉米中，对CIPK基因的功能报道有限。ZmCIPK16受ABA、干旱、NaCl等诱导表达；ZmCIPK16过表达后能部分消除拟南芥sos2突变体对盐敏感的表型[6]。过表达的玉米ZmCIPK21能降低转基因拟南芥中Na+的含量，增强转基因拟南芥耐盐性；并且该基因过表达后，能够互补拟南芥突变体cipk1-2[7]。在玉米基因组中，分布着至少43个CIPK基因[8]，然而其参与的调控通路，尤其在非生物胁迫逆境中的调控途径却知之甚少，并且在玉米功能基因组学研究中，利用Mutator转座子研究CIPK基因的功能还未见报道。【本研究切入点】玉米基因组中至少有43个CIPK基因，然而迄今为止，只有极少数的基因有功能研究报道，并且还是借助模式植物拟南芥，通过异源表达的方式进行的。而直接在玉米基因组中研究其功能还未见报道。研究利用玉米Mutator转座子以及PCR鉴定的方法，在玉米中鉴定并得到ZmCIPK23基因的纯合突变体，期望为该基因的功能研究奠定基础。【拟解决的关键问题】获得可稳定遗传并纯合的ZmCIPK23基因突变体，为研究该基因在逆境胁迫下的功能奠定基础。

1.1 材料

玉米ZmCIPK23基因Mu插入的候选突变体材料，回交受体材料为自交系B73。

1.2 方法

1.2.1 玉米ZmCIPK23基因候选突变体材料的种植及回交

将ZmCIPK23基因候选突变体材料和自交系B73分别种植于安宁渠试验场，每个材料种植3行，每行定苗15株。行长3 m，行距60 cm，株距20 cm。待玉米