【研究背景】玉米作为我国最主要粮食作物之一,其产量不仅直接关系着国家粮食安全,也关系着国家的现代化发展,所以不断提Nirogacestat浓度高玉米产量是广大农业工作者面临的重要任务和挑战。株高和穗位高属于构建玉米理想株型育种的一个重要指标,不但影响玉米机械化收获,更与玉米的倒伏性和生物产量等密切相关,但仍然有许多问题尚待解决。因此,克隆控制株高和穗位高的候选基因并解析其遗传机理及调控网络,对培育矮秆玉米新品种提供重要基因资源和理论支撑。【材料与方法】本研究利用不同剂量252Cf低剂量快中子(0～4.19 Gy)辐照诱变玉米自交系KWS39获得矮秆低穗位突变体为研究对象,该突变体命名为plant height reducing mutant1(phr1),开展了表型性状的田间调查和遗传验证,并利用phr1×B73获得的F2分离群体,借助极端性状混池测序分析法(BSA-seq)及目标区段重组序的方法,基于B73参考基因组对目标区段内的基因进行挖掘和功能注释,定位候选基因。【结果与分析】研究结果表明,突变体phr1相较于野生型KWS39,phr1的株高和穗位高分别极显著降低(p<0.05)。同时,phr1和KWS39两者果穗长、果穗宽、穗行数、行粒数,籽粒大小与百粒重无差异显著性,说明phr1主效基因并不会影响产量。同时发现phr1和KWS39总节间数相同,但是各节间长度出现极显著差异,发现phr1茎节长度不能正常延伸,细胞长度缩短,从而导致株高和穗位高降低。BSA-seq分析将矮秆基因初步定位在玉米1号染色体Bin1.06区间,进而利用大的分离群体结合目标区段多态性标记开发,将目标区段精细定位在分子标记Umc1122和Umc1583a之间约Bio-active PTH600 kb区间,该区段内存在一个控制株高的已知基因Brachytic2(BR2),BR2编码一个调控玉米茎秆中生长素极性运输的糖蛋白。对候选区段内的所有基因测序发现,phr1是BR2基因在第4个外显子内插入了165 bp的基因序列,导致第547位氨基酸变为终止子,氨基酸编码提前终止。RT-PCR检测,BR2在phr1中的表达量比对照极显著降低,且通过与br2-1无义突变体等位杂交验证,F1和F2的株高表型均没有发生性状分离,证明了phr1是br2-1的一个新等位突变体,phr1的基因突变位点和变异方式与已报道的br2-1单个碱基发生变异位点完全不同,候选基因PHR1是BR2。【结论】本研究旨Canagliflozin小鼠在定位玉米矮秆基因PHR1,并初步阐明其生物学功能。通过等位杂交实验证明了phr1是br2-1的一个新等位突变体,候选基因是BR2。该研究丰富了BR2的遗传材料并为株高性状的遗传改良提供重要的理论依据和基因资源。