【正文】 崔麗娜等（ 崔麗娜 20xx）通過(guò)徒手切片和分光光度法，研究玉米籽粒顏色的組成、分布和積累規(guī)律，表明不同顏色的玉米其色素組成和分布均不同。更重要的是花色苷對(duì)人 體具有抗氧化、抗癌以及保護(hù)心腦血管等多種生理保健功能 (Jones K 20xx；王金亭等 20xx)。 從這些基因表達(dá)的組織特異性來(lái)看，結(jié)構(gòu)基因大多沒(méi)有嚴(yán)格的組織特異性，調(diào)節(jié)基因則不同，其中 c in1與 pac1僅在籽粒中表達(dá)（ Selinger amp。 除此之外，在玉米中還分離出 r、 r(S)、 r(Sn)、 r(Lc)、 b、 c pl、 vp in anl zm等調(diào)節(jié)基因（ Holton 1995； Petroni et al. 20xx； Hernandez et al. 20xx；胡可等 20xx；李宗艷，李名揚(yáng) 20xx），這些基因的編碼產(chǎn)物并非花色苷合成途徑中的酶，但是其表達(dá)水平，也會(huì)明顯影響玉米植株、籽粒、穗軸等器官中色素的積累。 Ohmiya, 20xx） 。即矢車菊色素（ 50%）、天竺葵色素（ 12%）、飛燕草色素（ 12%）、芍藥色素（ 12%）、牽牛色素（ 7%）和錦葵色素（ 7%）， 6類花色苷的結(jié)構(gòu)如圖 (Kong et al. 20xx)。 Tsuda等的試驗(yàn)證明花色苷可以作為功能保健食品，有效預(yù)防肥 胖和糖尿病 （ Tsuda et al. 20xx） ?；ò曛泻谢ㄉ帐蛊漕伾r艷，有利于花粉傳播和后代繁殖 （趙昶靈，郭華春 20xx） ，種子和果實(shí)中花色苷的積累有利于預(yù)防害蟲和紫外線的傷害，與其抗逆性密切相關(guān) （ Hichem et al. 20xx； Zhang et al. 20xx； Takele 20xx； Sperdouliamp。 Feldmann(Feldmann 1989) 通過(guò) 利用 TDNA 插入，得到了擬南芥的矮化突變體。使用圖位克隆的方法克隆基因的前提是： 需要完整的基因組文庫(kù)， 飽和的分子標(biāo)記連鎖圖， 完善的遺傳轉(zhuǎn)化體系， 第 1 章 文獻(xiàn)綜述 9 大量的測(cè)序工作。 Martin (Martin B et al. 1997)用綠豆 C4H 基因的 cDNA 作為探針，從擬南芥的 cDNA 文庫(kù)中篩選出編碼肉桂酸 4羥基酶的基因 (C4H)。 Saito（ Saito et a1. 20xx）依據(jù)早代用雙單倍體群體對(duì)水稻根部性狀 QTL 定位的結(jié)果，通過(guò)標(biāo)記輔助選擇以及回交跟蹤 4 個(gè)目標(biāo)區(qū)段，構(gòu) 建了水稻根部性狀的 29個(gè)近等基因系；其中， 1 個(gè)近等基因系可以明顯改良受體親本 IR64 的根部性狀， 3 個(gè)近等基因系可以明顯改良水稻的深水根重， 1 個(gè)近等基因系可以明顯改良水稻的最大根長(zhǎng)。用染色體著陸法（ chromosome landing）把 xa27 定位于 cM 的基因組范圍之內(nèi)，處于分子標(biāo)記 M964 和 M1197 之間，與分子標(biāo)記 M63 M1230 和 M499 共分離。 Murai（ Murai et al. 20xx）用近等基因系分離群體把水稻抗褐飛虱抗性基因 bph2 定位在 cM 的范圍之內(nèi)，距離 AFLP 標(biāo)記 KAM3 的遺傳距離為 cM，距標(biāo)記 KAM5 的遺傳距離為 cM，與標(biāo)記 KAM4 共分離。 初級(jí)群體是指由兩個(gè)遺傳差異相對(duì)較大的親本相互雜交而建立的分離群體，這類分離群體的特點(diǎn)是全基因組均發(fā)生分離，其中主要包括 F F BC RILs（ rebinantinbred lines）、DH（ double hap1oid）等。即 通過(guò) 誘變獲得的突變體與原品種（系） 相比， 除突變位點(diǎn) 存在 差異 之 外，其他位點(diǎn)基本一致， 從而 可 以 從中選育出近等基因系。 當(dāng)某一優(yōu)良品種缺少一、 兩 個(gè)優(yōu)良性狀時(shí)， 通 常是 采 用 連續(xù) 回交的方法 ， 將 它所缺少的控制 優(yōu)良性狀 的基因， 從外緣種質(zhì) 中 轉(zhuǎn)移到優(yōu)良品種 里 。 Xiao 等 (Xiao et al. 20xx)利用韓國(guó)的優(yōu)良栽培品種 (Hwaseongbyeo)與野生稻 IRGC105491雜交，構(gòu)建回交群體 BC3F4，將 定位于第 8 號(hào)染色體的分子 標(biāo)記 RM23201． CNR151和 RM30000． CNR99 的 KB 范圍之間，該粒重基因和水稻谷粒品質(zhì)性狀以及株高沒(méi)有相關(guān)性。 Dorweiler（ Dorweiler et al. 1993）使用近等基因系將控制玉米和大芻草主穗差異的基因座 TGA1，精確定位成為孟德?tīng)柣颉４鷵Q系重疊群的建立同樣是采用多代回交的方式，但是，需要借助完整的分子標(biāo)記圖譜以及分子標(biāo)記輔助選擇技術(shù)。 單個(gè) QTL 的精細(xì)定位 對(duì)某個(gè) QTL 進(jìn)行精細(xì)定位，必須使用含有目標(biāo) QTL 染色體片段的代換系或近等基因系，使得除了目標(biāo) QTL 所在的染色體片段之外，基因組的其他部分全都 和受體親本相同，這樣可以最大限度地消除由遺傳背景差異帶來(lái)的干擾，從統(tǒng)計(jì)方面和遺傳方面為 QTL 的精確定位提第 1 章 文獻(xiàn)綜述 3 供了保證。 CSSLs 采用受體親本對(duì) F1進(jìn)行連續(xù)回交，然后通過(guò)對(duì)供體親本的染色體片段進(jìn)行分子標(biāo)記選擇得到的高代回交群體。 一次雜交和多次回交，構(gòu)建時(shí)間長(zhǎng)，工作量大。將連鎖不平衡與連鎖信息結(jié)合，精度更高而且可以直接利用 QTL區(qū)間的候選基因進(jìn)行基因互補(bǔ)檢驗(yàn)（ Wu and Zeng 20xx）。但對(duì)該基因克隆 過(guò)程中發(fā)現(xiàn)，使用多種擴(kuò)增條件都無(wú)法將該基因克隆出來(lái)。 西南大學(xué)碩士學(xué)位論文 II QTLAC6 的精細(xì)定位 利用 MuSBC4F3 和 MoSBC4F3 兩個(gè)近等基因系的分離群體將主效 QTLAC6 分別限定于分子標(biāo)記 S8umc1014 和 umc1014mmc0523 之間，兩個(gè)區(qū)間緊 密連 接一起，具有共同分子標(biāo)記 umc1014。所以，黑玉米是研究花色苷的良好材料。論文中引用他人已經(jīng)發(fā)表或出版過(guò)的研究成果，文中已加了特別標(biāo)注。對(duì)本研究及 學(xué)位論文撰寫曾做出貢獻(xiàn)的老師、朋友、同仁在文中作了明確說(shuō)明并表示衷心感謝。認(rèn)識(shí)花色苷的遺傳規(guī)律，可以為玉米的功能性品質(zhì)在天然保健食品 、 化妝品、醫(yī)藥等領(lǐng)域中的應(yīng)用提供新的參考和借鑒，為玉米中花色苷相關(guān)基礎(chǔ)研究及玉米花色苷的分子標(biāo)記輔助育種提供參考。利用上一世代的交換單株自交后代 BC4F3 對(duì) AC6 進(jìn)行精細(xì)定位，在 MuS 群體和 MoS 群體中，分別篩選到 10 株交換單株。分析其主要原因，可能是在突變材料 SDM 中， pl transcription factor 這一區(qū)域插入了一段未知長(zhǎng)度的 DNA 序列，導(dǎo)致在 SDM 中無(wú)法克隆出該基因。 第二，可以通過(guò)增加重組機(jī)會(huì)提高 QTL定位的精度。 QIRs 首先利用小群體采用初級(jí)定位方法完成 QTL定位，然后利用大群體進(jìn)行精細(xì)定位。 遺傳背景一致，精細(xì)定位準(zhǔn)確性較高， 可檢測(cè)上位性效應(yīng)。 對(duì)于已經(jīng)初步定位了的主效 QTL，可以采取回交結(jié)合分子標(biāo)記輔助選擇 (MAS，markerassisted selection)的方法，對(duì)目標(biāo) QTL 區(qū)域?qū)嵭星熬斑x擇，對(duì)其它區(qū)域?qū)嵄尘斑x擇，快速構(gòu)建染色體片段代換系或者近等基因系，用于精細(xì)定位。十字花科物種和番茄中已經(jīng)建立了此類代換系重疊群。 Yamamoto（ Yamamoto et al. 1998）用連續(xù)重復(fù)回交選育的方法獲得了水稻抽穗期的近等基因系，將存在于第 6 染色體上的控制抽穗期的主效 QTL（ Hd1）定位于相距 cM 的分子標(biāo)記 R1697 和 P130 之間。 Zheng（ Zheng et al. 20xx）使用高油自交系 ASKC28IB1 作為供體親本，和低油自交系PH09B 構(gòu)建了 BC2 群體，定位到位于第 6 染色體的一個(gè)控制油分的 QTL(qHO6)。 在 回交過(guò)程中， 需要應(yīng)用分子標(biāo)記輔助選擇（ MAS， markerassisted selection）的方式 對(duì)目標(biāo) 基因 進(jìn)行前景選擇，同時(shí) 對(duì)其 進(jìn)行背景選擇，使其后代 連續(xù)不斷地朝著 輪回親本 的遺傳背景 方向純合。 第三， 結(jié)合分子標(biāo)記檢測(cè)技術(shù)連續(xù)回交選育法。 高級(jí)作圖群體主要是指近等基因系類群體，其特征是在群體內(nèi)，個(gè)體間的遺傳背景相似，僅帶有少數(shù)供體片斷。 利用近等基因系研究 QTL 之間的互作 Yamamoto（ Yamamoto et a1. 1998）利用分別帶有水稻抽穗天數(shù)的 QTLHd Hd Hd3三個(gè)近等基因系相互雜交，研究了三個(gè) QTL 間的互作，結(jié)果表明， Hd1 和 Hd Hd2 和 HdHd1 和 Hd3 之間都存在上位性互作。 利用近等基因系對(duì)品種改良 在作物品種改良方面，很多育種專家對(duì)一些地方品種、野生種及可雜交的近緣物種中的特殊種質(zhì)資源非常青睞，在育種工作上常利用某一作物的栽培品種作為輪回親本（ RP），含有優(yōu)良性狀基因的種質(zhì)資源作為供體親本（ DP），進(jìn)行雜交。 另外，近等基因系還是在基因水平上研究 抗性遺傳和機(jī)制的極佳的材料。分離出一個(gè)高純度的蛋白質(zhì)是功能克隆法的 關(guān)鍵，但由于目前大多數(shù)基因的產(chǎn)物還不是很清楚，即使知道了，要純化到可供氨基酸測(cè)序及制備抗體的蛋白質(zhì)也非常困難。因而僅局限應(yīng)用在人類、番茄、水稻、擬南芥等圖譜飽和生物上。 TDNA 標(biāo)簽法成功的關(guān)鍵是能否篩選出由轉(zhuǎn)座子插入所致的突變體。Moustakas 20xx） 。到目前，花色苷的抗微生物活性已被確定，比如抑制黃曲霉生物活性 （ Norton 1999）。自然條件下花色素（ anthocyanidins）通常與葡萄糖、木糖等糖類結(jié)合，其中矢車菊素 3葡萄糖苷在自然界中分布最廣 (Kong et al. 20xx)。植物中編碼這些酶的基因（結(jié)構(gòu)基因）均有克隆，其功能也均得到 詳細(xì)闡釋（ Holton amp。在這些調(diào)節(jié)基因中， r、 r(S)、 c1與 pl這 4個(gè)基因調(diào)節(jié)編碼 CHS、 DFR與 3GT等酶的基因， r(Sn)與 r(Lc)則調(diào)節(jié)編碼 CHS與 DFR的基因， b則調(diào)節(jié)編碼 DFR與 3GT的基因， vp1是 c1的調(diào)節(jié)基因（ Holton amp。 Chandler 1999）， pl的等位基因則基本都在植株中表達(dá)（ Cone et al. 1993）。因此，黑玉米中的花色苷既可作為天然食用色素，又可作為抗氧化劑用于醫(yī)藥、保健品和化妝品，具有廣闊的應(yīng)用前景。孫玲凌等（ 孫凌玲 20xx）利用自交系 K12和瓊 68的 F2和 BC1群體對(duì)玉米紅花絲進(jìn)行遺傳分析，發(fā)現(xiàn) K12的紅花絲由 1對(duì)顯性 基因控制，利用數(shù)量性狀和質(zhì)量性狀結(jié)合的基因定位方法，將該基因定位在第 10染色體上，與 SSR標(biāo)記 umc1576之間的遺傳距離為 cM。近年來(lái)陳永欣（ 陳永欣等 20xx）等對(duì)黑糯玉米主要標(biāo)志性狀及色澤遺傳規(guī)律進(jìn)行了研究，表明黑糯玉米屬于果皮遺傳 ， 其植株各部位色澤為連鎖遺傳 ， 色澤具有部分加性效應(yīng)。 Cornish 1995)。 Chandler 1999）。 Walbot 1997； Alfenito et al. 1998）。 Cornish 1995；趙昶靈，郭華春 20xx； Tanaka amp。自然界已知的花色苷根據(jù)其結(jié)構(gòu)上的差異可以分為 22類 (Andersen et al. 20xx； Devia et al. 20xx)，其中食品中常見(jiàn)的包括 6類 (Escribano et al. 20xx)?；ㄉ赵谘軆?nèi)皮細(xì)胞中的氧化應(yīng)激保護(hù)作用可以效預(yù)防心血管疾病的發(fā)生 （ Youdim et al. 20xx）。 玉米花色苷的研究進(jìn)展 花色苷的生理功能 花色苷的存在對(duì)植物體本身有許多重要的作用。 TDNA 標(biāo)簽法和轉(zhuǎn)座子標(biāo)簽法的基本原理是一致的，只是 TDNA 標(biāo)簽法的突變由TDNA 的插入 所致。目前用圖位克隆法而得到的 QTL 克隆主要 有番茄果重 QTL (Fridman et al.， 20xx)等克隆以及水稻抽穗期 QTL Hd1 (Yano et al.,20xx)、 Hd Hd6。 Wang (Wang et al. 1997)用一個(gè)稻谷β 淀粉酶 cDNA 作為探針，從玉米的 cDNA 文庫(kù)中篩選出玉米的β 淀粉酶基因。有 22 個(gè)（ 88％）數(shù)量性狀因子 表型得到了不同程度的改良。 Gu（ Gu et a1. 20xx）利用含有 2369 個(gè)單株的近等基因系群體，對(duì)控制水稻抗白葉枯病抗性基因 xa27 進(jìn)行了精細(xì)定位，將 xa27 定第 1 章 文獻(xiàn)綜述 7 位于第 6 號(hào)染色體長(zhǎng)臂上的分子標(biāo)記 M1081 與 M1059 之間。 Hittalmani（ Hittalmani et a1. 20xx）和 Berruyer （ Berruyer et al. 20xx）用近等基因系分離群體對(duì)水稻的四個(gè)抗稻瘟病基因： PiPiz Pita 和 Pi33 進(jìn)行了精細(xì)定位。 近等基因系的利用價(jià)值 目前，用于作物數(shù)量性狀基因座位研究的作圖群體多種多樣，根據(jù)作圖群體中個(gè)體間遺傳背景差異程度和對(duì) QTL 檢測(cè)的分辨率來(lái)看可分為初級(jí)群體和高級(jí)群體。 通常情況下，單 個(gè)位點(diǎn)的突變并不 會(huì) 引起其他位點(diǎn)的變異。 第 1 章 文獻(xiàn)綜述 5 用于 QTL 近等基因系的構(gòu)建方法 近等基因系 的構(gòu)建 是 通過(guò) 一系列 重復(fù)的 回交過(guò)程 。該研究還表明，利用回交能夠排除其他微效基因的影響，增大主效 QTL 的貢獻(xiàn)率，提高定位的準(zhǔn)確度。隨后，吳金紅等（吳金紅， 20xx）將 Pi2（ t）精細(xì) 定位在標(biāo)記 RG64 和 AP22 之間，遺傳距離分別