论文

鲜食玉米甜糯同粒性状关键基因挖掘与分子标记开发

作者:李君,张继东,李佳昕,张玉敏,贾春天,齐海军*

刊物名称:特产研究

发表年月:2026年8月

摘要内容:本研究旨在鉴定调控鲜食玉米甜糯同粒性状的关键基因,并开发其辅助选育分子标记。利用糯玉米亲本B2595W与甜糯同粒突变体B2595T杂交构建的F2分离群体,通过混池测序分析(BSA)结合遗传定位,转录组测序(RNA-seq)及淀粉和糖类代谢物分析,锁定鲜食玉米甜糯同粒性状的关键调控基因。BSA测序和遗传定位结果显示,目标基因定位于9号染色体chr9:9964302 ~ 11155370bp区间,含33个候选基因;进一步采用RNA-seq技术,对授粉前及授粉后10、15、20、25天的糯玉米与甜糯同粒材料果穗进行转录组测序,结合糖、淀粉含量分析,锁定一个显著差异表达基因Zm00001d045042。基因注释显示,该基因编码蔗糖合酶SS1(Sh1),但其等位基因不同于已知功能缺失型突变,而是以精细调控方式在乳熟期适度削弱支链淀粉合成并显著提升可溶性糖含量,代表一种新突变类型,命名为Sh1-Du;同时在该基因附近开发了InDel标记。本研究鉴定了甜糯同粒性状的关键基因Sh1及其新突变类型,并提供了可靠的分子标记,为鲜食玉米甜糯同粒性状的遗传改良与精准选育奠定了材料与理论基础。

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注:(A)用SNP-index算法和(B)ED算法拟合的甜糯同粒基因定位结果;(C)多态性inDel分子标记精细定位到的甜糯同粒关键基因所在区间。

Note:(A) SNP-index-based mapping; (B) ED (Euclidean Distance)-based mapping; (C) Candidate interval defined by polymorphic InDel markers.

图4 甜糯同粒关键基因的精细定位区间

Fig. 4  Fine mapping of the sweet-waxy dual-phenotype gene

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注:(A)精细定位区间内所有差异基因的表达热图/表达谱;(B)候选基因Zm00001d045042在两种材料中的表达量比较。

Note: (A) Heatmap showing the expression profiles of all differentially expressed genes within the fine-mapping interval;(B) Comparison of the expression levels of the candidate geneZm00001d045042between lines 2595W and B2595T.

图6 野生型与突变体籽粒发育中的基因表达动态

Fig. 6Expression dynamics of genes within the fine-mapped interval of the sweet-waxy dual-phenotype regulatory gene during kernel development in wild-type and mutant lines.


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图7  利用InDel标记快速筛选甜糯同粒玉米材料的结果图

Fig. 7Rapid screening of sweet-waxy dual-phenotype maize materials using InDel markers

原文链接:https://kns.cnki.net/kcms2/article/abstract?v=sb6TFb_dKpp8Iz4LOXy-Qs6IUlMVwC_zulTxkR8XpaFJjcLs4MSiRxA4xs2E-3mgH1XUIXbXB2fLLJOjs1FXSAFpIJSwmvijyuveqNG1sav7oUZ_VtIpVNEreNsYYezEQ7S-GH7M6IWZZmaOZT_qVsNT4DouHRH5J0zzvU67smxw_g6Cy_Vpag==&uniplatform=NZKPT&language=CHS