论文摘要
糯玉米其糯质受隐性突变基因waxy（wx）控制,其特点是籽粒胚乳中的淀粉几乎全为支链淀粉。糯玉米具有许多优良特性,品质极佳,具有很高的经济价值,是食品、纺织、造纸、酿造、饲料等行业的重要原料。国外研究者对糯玉米突变体研究认为,由于Ac/Ds、Spm/En转座子及反转录转座子插入到玉米Waxy基因侧翼区、内含子、外显子中,或Waxy基因内发生缺失,影响Waxy基因的正确表达,而使直链淀粉合成受阻。我国糯玉米的种质资源极其丰富,其中大部份分布于西南地区。西南地区是糯玉米遗传多样性中心。有必要探明西南区糯玉米糯质表型的遗传机制,为糯玉米种质资源保存利用及育种提供参考。本研究以6份西南地区糯玉米、2份西南硬粒玉米、1份由来自黄淮海代表种质唐四平头选育的自交系黄早四、2份美洲糯玉米和3份美洲普通玉米为研究对象,通过测定Waxy基因编码区序列,分析西南地区糯玉米地方品种waxy基因的序列、结构特征和遗传机制。现将研究结果概括如下:1.本研究发现在6份西南糯玉米中,云南蒙自早白糯、云南镇康偏头糯和贵州安龙长冲白糯在第9外显子内有一个16bp的重复插入序列,这是一种未见报道的Waxy基因突变类型。通过氨基酸序列比对发现插入序列编码氨基酸QHHAP位于glycogen synthase结构域,该位置发生突变,可能会对糖原合成酶产生影响,导致酶失活。由此推测,第9外显子的16bp插入片段是西南糯玉米waxy基因一种新的突变类型。2.云南西双版纳四路糯具有一系列玉米原始性状,很多研究者都把它作为研究对象。我们对其测序发现,它在第10外显子内存在一个15bp缺失序列,缺失片段大小和位置都与田孟良（2008）等在早白糯、偏头糯、长冲白糯等12份西南糯玉米中发现的一样。缺失序列编码的氨基酸NKEAL正好位于是Wx蛋白Glycosyl transferases group 1结构域的起始区域,该结构域内发生的突变为功能缺失型突变,将可能直接导致该酶失活。由此推测,第10外显子的15bp缺失片段是西南糯玉米waxy基因的主要突变类型之一。3.在对Waxy基因编码区序列分析过程中,发现云南镇康偏头糯在第2内含子结尾处由正常碱基AG突变为AT（位于基因1683bp-1684bp）;广西柳城糯在第9内含子开始处由正常碱基GT突变为AT（位于基因3101bp-3102bp）。目前,还未见报道糯玉米糯质表型是由Waxy基因外显子与内含子间剪切位点发生碱基突变引起的。K.M.Olsen & M.D.Purugganan（2002）研究发现,糯稻第1内含子5′端的剪切位点的碱基突变是水稻糯质表现型的必要条件。由此推测,剪切位点的碱基突变可能是西南糯玉米waxy基因又一种新的突变类型。4.对Waxy基因内含子序列比对发现,2份西南硬粒玉米和黄早四在第13内含子内有8个bp的插入片段。由此推测,处于第13内含子8个bp的插入片段可能是中国普通玉米和西南糯玉米的区别之一。