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一个玉米爆粒突变体的鉴别与遗传分析
作者：黄盈
来源：《农业与技术》2015年第02期
摘要：在玉米（Zea mays L.）自交系SCY的后代中发现了一个天然的玉米突变材料
pk1，表现为籽粒顶端表皮大幅度开裂，致使胚乳外露，呈爆破状。该爆粒突变体果穗共有籽粒328粒，其中爆裂籽粒286粒，未爆裂籽粒42粒。该突变体不同爆裂籽粒与玉米自交系
B73杂交后产生的后代群体中，出现爆裂籽粒和正常未爆裂籽粒2种类型，正反交差异明显。自交后代也出现爆裂籽粒和未爆裂籽粒2种类型。初步判断该爆粒性状是由显性双基因或多基因控制的果皮遗传。
关键词：玉米；爆粒；突变体；遗传
中图分类号：S513 文献标识码：A
突变体是发现新基因和研究基因功能最直接、最有效的遗传材料。利用自然突变体和人为诱变的突变体材料构建基因突变体库，研究基因的生物学功能，已经成为功能基因组学的重要研究内容之一，其中籽粒突变体在作物育种及生产中普遍存在且易于鉴定。籽粒与作物产量和品质密切相关，对其进行相关研究，对作物育种和生产具有重要意义，同时对作物的遗传改良也有重要作用。迄今为止，国内外已在水稻、大麦、玉米、小麦、黑小麦等多种作物中获得了籽粒突变体。
玉米（Zea mays L.）籽粒突变体主要分胚乳突变体、胚突变体和果皮突变体。前人对玉米胚突变体和胚乳突变体研究较多[1]，而果皮突变体则极少有报道。玉米果皮约占玉米籽粒质
量的6%～8%，玉米籽粒的种皮和果皮紧密粘结，分别由子房壁和珠被发育而成，是母本组织。种皮果皮主要由纤维素构成，表面光滑，包围整个种子，具有保护种子不受外力机械损伤和防止病虫害入侵的作用。因此，发掘和鉴定新的控制玉米果皮发育的基因，开展玉米果皮发育新突变基因的初步遗传分析，寻找相关功能基因，对丰富玉米突变体库有重要的意义。迄今为止，除了在高温下爆裂的爆裂玉米以及自然条件下偶然出现的少量爆裂籽粒外，未发现有自然条件下大量爆裂的玉米籽粒。据美国Hoseney等[2]报道，爆裂玉米的爆裂机理是：玉米果皮起着加压器作用和透明胚乳受热膨胀，当籽粒内压达到一定值时，冲破果皮发生爆裂现象。
本课题组在前期研究中发现一个玉米爆粒突变体，该突变体表现为籽粒顶端表皮破裂，致使胚乳外露，呈爆破状。本研究通过不同地域田间种植，对其籽粒爆裂的发生时期及发生性状进行了统计观察。同时，针对该突变进行了杂交和自交后代群体的遗传分析，旨在了解该突变体的遗传特性，为进一步深入探索籽粒形成的分子机理奠定基础。
1 材料与方法