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華中農大發現決定玉米株高基因ZmGA3ox2

 

    中國教育裝備采購網報道:華中農業大學作物遺傳改良國家重點實驗室張祖新教授和鄭用璉教授領銜的的研究團隊九月底在植物學頂尖期刊The Plant Journal上發表了最新研究成果《ZmGA3ox2, a candidate gene for a major QTL, qPH3.1, for plant height in maize》,發現了決定玉米株高的數量性狀基因座(Quantitative Trait Locus, QTL)qPH3.1的候選基因ZmGA3ox2。該校博士研究生騰峰為該文章第一作者,張祖新教授為通訊作者。
  在過去的一個世紀,每單位面積上的玉米產量獲得了顯著提升,這得益于種植密度的增加。然而,高密度種植會帶來倒伏風險,導致玉米產量損失。為避免倒伏,一個有效的育種策略是培育株高適度降低的玉米品種。在玉米產量相關的性狀中,株高(Plant height,PHT)是其中非常重要的一個性狀,在作物馴化和現代育種中被頻繁選擇。因此,鑒定和克隆玉米PHT相關基因,對于解析玉米PHT的遺傳基礎和指導玉米的遺傳改良都具有重要意義。
  在此項研究中,張教授的團隊利用使連鎖作圖和染色體片段替換作圖法對玉米PHT相關的 QTL,qPH3.1,進行了精細作圖。QTL作圖將qPH3.1定位在4.0 cM 間距內,該距離已可以解釋32.3% 的表型差異。進一步的研究又將該距離縮短至12.6 kb 。同時研究人員克隆到了qPH3.1的候選基因ZmGA3ox2。ZmGA3ox2是水稻OsGA3ox2的同源基因(OsGA3ox2可以控制水稻營養生長期節間細胞的伸長),編碼GA3 βChydroxylase。利用關聯作圖,研究人員鑒定出ZmGA3ox2上二個與PHT密切相關的多態性。進一步分析發現ZmGA3ox2編碼區序列的缺失與矮小突變體d1-6016的發生密切相關。
  此項研究對qPH3.1 進行了精細定位,豐富了玉米株高的遺傳基礎信息,為今后玉米育種株型的改良提供了指導。

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