玉米花序分生组织组织基因定位

简化基因组SLAF-seq技术对玉米突变体材料基因定位研究

近期，四川农业大学玉米研究所使用简化基因组SLAF-seq技术对玉米突变体材料成功进行了基因定位研究，该成果被成功发表在国际知名期刊《Euphytica》上。

玉米是遗传研究的重要模式植物，玉米的花序是重要的生殖器官，花序的发育是玉米整个生命周期中极为重要和关键的发育时期，同时也是最为复杂的发育过程。从自育普通玉米自交系分离得到一个自然突变体fea*-9LB030，凭借简化基因组SLAF技术对该突变体重要性状基因进行定位分析。

一、材料与方法

1.1 群体构建

母本自然突变体fea*-9LB030和父本野生系18–599杂交，后代F1花序表现为野生型，F2代分离群体中突变型与野生型的分离比例为1:3，且回交群体中突变型与野生型的分离比为1:1，结果表明，fea*-9LB030突变性状受一对隐性基因控制。最后得到F2群体1130株，利用F2群体中构建极端混池群体，突变体混池50株，野生型混池50株。

1.2. 简化基因组文库构建和测序

本研究SLAF-seq以玉米ZmB73为参考基因组，进行生物信息学预分析，最佳限制性内切酶为EcoR I +NlaIII+MseI，构建SLAF文库的DNA片段为330–380 bp。Illumina Hiseq 2500测序。

1.3 关联分子标记

分子标记符合Ratio_ab≥ 2被归类Diff_markers，区域中含有3个以上连续Diff_markers被认为性状关联候选区域。Mab表示源于母本的ab群体的深度，Pab 表示源于父本的ab群体的深度，Ratio_ab=Mab/Pab

二、结果分析

2.1 数据分析

测序数据得到1.71Gb，包括21,328,316有效单端80bp的reads。亲本测序深度分别为10×，子代混池测序深度为50×，Q20 值为78 %。SLAF标签数为56,635，SLAF标签均匀分布每条染色体，实现了玉米基因组的简化效果。

Table1

2.2 分子标记统计分析

56,635个SLAF标签，其中SLAF多态分子标记数为5,142个，全基因组的10条染色体上分布148 个Diff_markers。可以用性状关联分析，定位功能基因。

Table2

2.3分子标记性状关联分析

148Diff_markers中，在Chr3上识别了3个性状关联候选区域，包含51个候选基因，候选区域为3.947 Mb，约1.58cM。

Fig.3

三、总结

本实验通过SLAF-seq技术成功实现了玉米花序分生组织突变体的的基因精细定位，为下一步基因克隆奠定基础，实现提高作物产量的目标。

文献连接：

Identification of a new maize inflorescence meristem mutant and association analysis using SLAF-seq method.