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太空诱变育种是利用太空搭载技术进行的诱变育种,它是航天技术、传统遗传育种技术以及分子生物技术于一体的多学科交叉新技术。太空诱变是近几十年来产生的一种新兴的人工诱变途径。2006年四川农业大学玉米研究所利用返回式航天卫星“实践八号”搭载玉米优良骨干自交系18-599、08-641、RP125等多份材料进入太空。本课题组从中发现一玉米矮秆突变体,暂命名为sil,和一玉米返绿白化突变体,暂命名为wtg。本实验从农艺性状、遗传特性以及基因初步定位等方面进行研究。主要研究结果如下:1.矮秆突变体sil株高约100 cm,穗位高约20cm,茎秆节间数不变,各节间长度均极显著缩短,穗位以下节间缩短更明显。叶片簇生,叶色深绿,叶片短而宽,花期延长3～4天,能够正常散粉结实,单穗籽粒产量略有减少,但差异不显著。矮杆突变体sil节间细胞纵向长度明显缩短,细胞横切面无显著变化。矮秆能够响应外源激素GA3、而表现出株高增加,但不能恢复至野生型,对生长素IAA响应很小,对BL几乎不响应。2.(B73×sil)F,、(sil×黄早四)F1植株株高均高于双亲,F,自交获得F2,其F2群体中正常植株与矮秆植株的分离比经卡方(X2)检验均符合3:1,表明sil的矮秆性状由1对隐性核基因控制。选取(B73×sil)F2作为定位群体,利用maizeGDB上317对均匀分布在玉米10条染色体上的SSR引物以及34对InDel引物,采用分子标记定位法,初步将矮秆基因sil定位在第1染色体的SSR标记umc2396和umc1147之间,遗传距离分别为0.36 cM与10.2cM,矮秆基因sil与InDel标记A4紧密连锁。3.白化突变体wtg从出苗到二叶一心左右,叶片完全白化,之后开始转绿,到播种后第40天,叶片基本完全转绿,但其叶色变化过程受温度、光照等环境因素影响。突变体wtg的株高、穗位高显著增加,单穗籽粒产量略有减小,但差异不显著。突变体wtg转绿前,叶绿素a、叶绿素b、类胡萝卜素含量很低,分别为同世代正常姊妹株系nor的6.34%、2.87%、16.47%,叶绿体形态和结构畸变,内部无基粒、类囊体,仅存大量的类似于前质体时期泡状的结构;随着叶色的转绿,光合色素含量在逐渐增加,叶绿体内部结构逐渐恢复。到转绿后期,叶绿素a、叶绿素b、类胡萝卜素,含量分别增加至nor的81.73%、58.26%、63.63%,叶绿体膜系统结构较完整,内部有较多的基粒,基粒类囊体片层结构清晰,排列整齐且紧密。叶绿体整体结构与正常叶绿体基本相同。4.(B73×wtg)F1、(B73×黄早四)F1以及(wtg×Mo17)F1植株均表现为正常绿色,F1自交获得F2,其F2群体中正常绿色植株与叶色突变植株的分离比经卡方(x2)检验均符合3:1,表明wtg的叶色表型性状由1对隐性核基因控制。选取(B73×wtg)F2作为定位群体,利用玉米10条染色体上320对SSR引物与24对InDel引物,采用基于BSA法的分子标记定位技术,将目标基因定位在第4染色体InDel标记HY4BH-12 与 SSR 标记 umc2176 之间,距离 HY4BH-12、umc2176 均为 0.85 cM,其物理距离大约在340kb的区间内。白化返绿突变基因wtg与SSR标记umc2281紧密连锁。