操纵玉米叶角度的liguleless1基因的分子解析与功能表征

《Molecular Genetics and Genomics》：Molecular dissection and functional characterization of the liguleless1 gene for manipulation of leaf angle in maize

　　

摘要

隐性liguleless1（lg1）基因能显著降低玉米的叶角度，已成为高密度栽培育种的首选。本文对七个野生型（Lg1）和一个突变体（lg1）自交系的lg1基因（5560 bp）全长进行了测序。分析结果显示，Lg1基因内共有229个SNP和155个InDel。研究还揭示了该基因含有三个外显子，而lg1-突变体仅有两个外显子。lg1-突变体在第2外显子的第1663个碱基处插入了130 bp的Tourist MITE转座子，导致突变体LG1蛋白C端区域缺失157个氨基酸。突变体LG1蛋白长度为247个氨基酸，而野生型蛋白为399–404个氨基酸。对26个Lg1同源基因和66个直系同源基因的分析表明，小穗芽启动子结合（SBP）结构域是保守的。开发了一种基于PCR的共显性InDel标记（MGU-lg1-Tourist），特异性针对130 bp的插入，可将突变等位基因（lg1）与野生型等位基因（Lg1）区分开来。该标记在两个F₂群体中得到了验证，呈现1:2:1的比例。F₂植株的叶角度分离比为3（宽角度：41.58^°）:1（窄角度：5.88^°）。还开发了一套11个基于Lg1的InDel标记（MGU-InDel1至MGU-InDel11），与MGU-lg1-Tourist一起，将48个多样化自交系分为35个不同的单倍型（hap1至hap35），其中含有lg1的自交系均携带hap1。这是首次报道针对lg1的开发和验证共显性基因标记，所获得的信息对于培育适应高密度栽培的玉米植株架构具有重要意义。

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