玉米葉色突變的研究概況

1、玉米葉色突變的研究概況玉米葉色突變的研究概況玉米是世界上廣泛種植的產量最大的作物，它不僅是糧食，飼料的重要來源，也是工業(yè)酒精和燒酒的主要原料，由于其廣泛的用途使玉米在世界的農業(yè)生產中占有重要的地位(陳彥惠，1996)，玉米產量的持續(xù)提高對保持糧食安全有重要的意義。高產性狀包括協(xié)調的源(葉)庫(籽粒)關系、合理的株型、優(yōu)良的產量因素組成(畝株數(shù)、穗粒數(shù)、粒重)和高光效等四個部分組成。葉色突變往往是直接或間接影響葉綠素的合成和降解，對葉色突

2、變體的深入研究，對闡明光合作用調控機理和利用基因工程提高作物的光合效率，進而增加作物的產量具有重要的理論意義。11玉米基因組學研究玉米基因組學研究1986年美國科學家ThomasRoderick提出了基因組學(Genomics)，指對所有基因進行基因組作圖(包括遺傳圖譜、物理圖譜、轉錄本圖譜)，核苷酸序列分析，基因定位和基因功能分析的一門科學。因此，基因組研究應該包括兩方面的內容：以全基因組測序為目標的結構基因組學(structural

3、genomics)和以基因功能鑒定為目標的功能基因組學(functionalgenomics)，又被稱為后基因組(postgenome)研究。隨著結構基因組學的發(fā)展，比較基因組學(ComparativeGenomics)也快速發(fā)展起來。111玉米結構基因組研究玉米結構基因組研究結構基因組學(structuralgenomics)是基因組學的一個重要組成部分和研究領域，它是一門通過基因作圖、核苷酸序列分析確定基因組成、基因定位的科學。染色

4、體不能直接用來測序，必須將基因組這一巨大的研究對象進行分解，使之成為較易操作的小的結構區(qū)域，這個過程就是基因作圖。根據(jù)使用的標志和手段不同，作圖有三種類型，即構建生物體基因組高分辨率的遺傳圖、物理圖譜、轉錄本圖。因此結構基因組學研究內容主要包括以下幾個層面：遺傳圖譜：利用各種DNA多態(tài)性，如RFLP、AFLP、SSR、RAPD等分子標記手段，通過計算遺傳標記之間的重組頻率，建立遺傳連鎖圖譜；物理圖譜：通過構建全基因組YAC、BAC、粘粒

5、文庫等，采用如EST、STS等標記手段，根據(jù)文庫克隆之間重疊序列確定片斷間的連接順序和遺傳標記間的物理距離；序列圖譜：根據(jù)物理圖譜將基因組分為若干具有標識的區(qū)域進行測序分析，在同一區(qū)域內需要利用DNA片斷重疊群使測序工作得以不斷延伸或采取全基因組鳥槍法等策略，直至完成全基因組測序(趙晉平，2006岳思君，2005田清震，2006)。是指在真核生物基因組中分布著由2—4個堿基對組成的簡單重復序列，又稱微衛(wèi)星DNA其中最常見是雙核昔酸重復，

6、即(CA)n和(TG)n每個微衛(wèi)星DNA的核心序列結構相同，重復單位數(shù)目10—60個，其高度多態(tài)性主要來源于串聯(lián)數(shù)目的不同。SSR標記的基本原理：根據(jù)微衛(wèi)星序列兩端互補序列設計引物，通過PCR反應擴增微衛(wèi)星片段，由于核心序列串聯(lián)重復數(shù)目不同，因而能夠用PCR的方法擴增出不同長度的PCR產物，將擴增產物進行凝膠電泳，根據(jù)分離片段的大小決定基因型并計算等位基因頻率。SSR序列的側翼具有保守的DNA序列，其多態(tài)性明顯高于RFLP及其它分子標記

7、，且操作簡便快速，表現(xiàn)為共顯性和孟德爾遺傳，在基因組中分布趨于隨機。它以高度的多態(tài)性信息量和PCR技術的方便性使其表現(xiàn)出更大的優(yōu)勢，人們把用SSR標記建立的連鎖圖稱為繼RFLP連鎖圖譜之后的第二代遺傳圖譜，在作物中利用已測序的EST序列，BAC序列，BAC末端序列尋找重復序列，通過側翼保守序列設計引物，開發(fā)SSR標記，被廣泛的應用于基因的精細定位。目前SSR標記已被廣泛用于資源鑒定、連鎖圖譜繪制及目標性狀基因的標記等研究上。3.核苷酸多

8、態(tài)性核苷酸多態(tài)性(SingleNucleotidePolymphism，SNP)SNP是指同一位點的不同等位基因之間僅有個別核苷酸的差異或只有小的插入、缺失等。從分子水平上對單個核苷酸的差異進行檢測，SNP標記可幫助區(qū)分兩個個體遺傳物質的差異。人類基因組大約每1000bpSNP出現(xiàn)一次，已有2000多個標記定位于人類染色體，對人類基因組學研究具有重要意義。檢測SNP的最佳方法是DNA芯片技術。SNP被稱為第三代DNA分子標記技術，隨著D

9、NA芯片技術的發(fā)展，其有望成為最重要最有效的分子標記技術。Ching等研究了美國有代表性的36個玉米優(yōu)良自交系，發(fā)現(xiàn)在基因組的非編碼區(qū)中平均每31個堿基就有一個SNP差異，在非編碼區(qū)還有高頻率的插入和缺失，平均每85個堿基就有一個這樣的差異。Tenaillon和Rafalski報道在玉米平均104bp就有一個SNPs，其差異的水平比人類和果蠅都要高的多：基因的3’端非翻譯區(qū)和編碼區(qū)分別有每48個堿基和130個堿基就有一個SNP差異。11