玉米表皮蜡质突变体glossy6的表型分析与基因克隆

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1、密级：论文编号:中囯农业科学院玉米表皮蜡质突变体的表型分析与基因克隆PhenotypicCharacterizationandGeneCloningofEpicuticularWaxMutantglossy6inMaize{ZeamaysL.)硕士研究生：杜依聪指导教师：郑军副研究员申请学位类别：农学硕士专业：作物遗传育种研究方向：分子育种培养单位：作物科学研究所研究生院2015年4月独创性声明本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究

2、成果，也不包含为获得中国农业科学院或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。研究生签名：时间：年<月/日关于论文使用授权的声明本人完全了解中国农业科学院有关保留、使用学位论文的规定，即：中国农业科学院有权保留送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。同意中国农业科学院可以用不同方式在不同媒体上发表、传播学位论文的全部或部分内容。研究生签名:拉U时间：7〇/y年6月/曰导师签名:时间：年6月/曰中国农业科学院硕士学位

3、论文评阅人、答辩委员会签名表论文题目玉米表皮蜡质突变体的表型分析与基因克隆论文作者杜依聪专业作物遗传育种研究方向分子育种指导教师郑军培养单位（研究所）作物科学研究所硕（博）姓名职称单位专业签名导师评硕导口博导口阅硕导口人博导口答辩硕导口條fMl♦丨狀止》吟博导0匁于>'拍令席硕导口止拍么字与嫩博导访、:必rt硕导口i扣私4与博导11L答硕导口€抖箏艮难^博导IT1'辩硕导口如4斜字良艘i板細紙f博导1/委硕导口她忆導与峨博导^-作拟钭麥不1------i员】-—t---硕导口博导口硕导口博导口会议记录（秘书）槪论文答辩时间地点2015年5月29

4、日上午8:30,作物科学研究所重大楼220会议室Secrecy:No.ChineseAcademyofAgriculturalSciencesDissertationPhenotypicCharacterizationandGeneCloningofEpicuticularWaxMutantglossy6inMaize(ZeamaysL.)Ms.Candidate：DuYicongAdvisor：ZhengJunMajor：CropGeneticsandBreedingSpecialty：MolecularBreedingApril2015摘要植物表

5、皮蜡质覆盖于植物表面，在植物与外界环境之间形成一层保护性屏障，可有效降低植物的非气孔性水分散失，从而提高植物对干旱等逆境胁迫的抗性，实现水生植物向陆生的进化。研究表明，相同生长条件下有蜡质的材料对水分的利用效率和产量都要高于无蜡的近等基因系。因此挖掘蜡质基因并明确其功能对于提高作物抗旱性和研究蜡质代谢具有重要意义。本实验以玉米蜡质突变体glossy6（简称gl6）为研究材料，分析突变体的表型特征，克隆目的基因并对其功能进行初步研究。实验取得的主要研究结果如下：取正常生长至三叶期的玉米叶片，在扫描电子显微镜下观察，发现突变体gl6叶片表面的蜡质晶体明显

6、减少；在透射电子显微镜下观察，发现gl6叶片表皮细胞内存在不明线状内含物。对突变体gl6的蜡质成分分析表明：突变体叶表皮蜡质总量显著下降，仅为野生型的38.12%；29个碳原子及以上长度碳链的化合物显著减少，其中C32:0VLCFA仅为野生型的4.58%。生理学实验发现突变体gl6的离体叶片失水速率、叶绿素浸提率明显高于野生型。受到干旱胁迫时，突变体gl6的叶片相对电导率明显高于野生型，而其叶片相对含水量、以及干旱胁迫后的幼苗存活率则显著低于野生型。利用红外热像仪检测玉米叶片表面温度，发现无论在正常浇水还是干旱胁迫条件下，突变体gl6的叶表面温度都低

7、于野生型，表明gl6的叶片水分散失较快。进一步检测gl6与野生型的气孔密度和气孔指数，发现二者之间无明显差异。由此推测，突变体gl6在苗期对干旱胁迫敏感，主要是由于其叶片表皮蜡质减少。利用由Mu转座子创制的gl6-Mu等位突变体，通过DLA（Digestion-Ligation-Amplification）的方法扩增Mu插入位点的侧翼序列，再利用非变性聚丙烯酰胺凝胶电泳寻找与表型共分离的特异条带，回收测序，结合生物信息学分析，获得候选基因GRMZM2G139786。根据Mu插入位点的基因组序列设计PCR引物，进一步验证了Mu插入位点与gl6突变体表型

8、共分离。gl6基因表达模式分析表明该基因在幼苗叶片、胚、花药、花丝和雄穗的表达量较高，与数据库MaizeGD