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由于玉米幼胚培养出的胚性愈伤组织具有较强的继代和再生能力,因而被经常用做玉米遗传转化的受体系统。由于基因型是影响玉米幼胚培养的关键因素,目前常用的受体材料局限于A188、B73、综31、HiⅡ等少数几个品种。国内外许多研究表明,胚性愈伤组织的形成是受多基因调控的复杂的数量性状。我国拥有丰富的玉米种质资源,如果能对现有种质资源进行深入分析并从中筛选出幼胚培养效率高、综合性状优良、适应能力强的材料,对丰富玉米转基因受体材料、转化基因的回交转育具有重大意义。关联分析是联系结构基因组学和表型组学的一座桥梁。基于候选基因的关联分析因此成为发掘与表型变异密切相关的功能等位变异的有效手段。
以95份玉米微核心种质和3份常用玉米转基因受体材料(A188、HiⅡ、综31)组成的关联分析群体为研究材料,对玉米再生相关候选基因ZmLEC1进行序列变异分析,并利用候选基因关联分析策略揭示该基因与胚性愈伤组织形成能力关系,发掘提高胚性愈伤形成能力的有益等位变异。主要研究结果如下:
(1)不同材料之间的幼胚胚性愈伤形成能力和再生能力有显著差异,其中粤267-1-1诱导的愈伤组织和国际上普遍利用的HiⅡ极为相似,胚性愈伤形成能力和再生能力强,可以用于幼胚的遗传转化。
(2)对获得的95份ZmLEC1的基因序列进行多态性分析,结果表明,在852 bp编码区内共发现42个多态性位点,包括33个SNPs和9个INDELs,42个多态性位点中有32个属于非同义突变,10个属于同义突变。对该基因进行LD分析,该基因在300bp处迅速衰退(R2=0.1)。
(3)针对ZmLEC1基因的多态性位点与表型性状进行关联分析,4个多态性位点(位点466、501、528、539)与胚性愈伤形成能力存在显著关联。其中位点501、528、538为一个完全连锁的单倍型。