玉米矮秆基因<bold>d15</bold>的克隆及表达分析

赵长云; 白光庭; 何少勇; 余学杰; 李仁飞; 夏伟; 许秀兰; 柯永培; ZHAO Chang-yun; BAI Guang-ting; HE Shao-yong; YU Xue-jie; LI Ren-fei; XIA Wei; XU Xiu-lan; KE Yong-pei

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玉米矮秆基因d15的克隆及表达分析 PDF

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夏伟 ²
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许秀兰 ²
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柯永培 ^1,2
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1. 四川农业大学农学院，成都 611130； 2. 四川正红生物技术有限责任公司，成都 610213； 3. 甘肃亚盛农业研究院有限公司，兰州 730000

最近更新：2023-06-13

DOI：10.13430/j.cnki.jpgr.20221115001

摘要

发掘矮秆基因并解析其调控机制，为玉米矮化育种提供基因资源和理论依据。利用形态观察和石蜡切片方法，研究了玉米矮秆突变体K15d与野生型K15的矮化特征差异；通过等位性鉴定并利用PCR扩增克隆了矮秆基因d15，分析了3个时期茎节间中d15的表达模式。与野生型K15比较，突变体K15d的株高、穗位高和穗下节间数分别降低39.22%、69.75%和38.83%，差异均达显著或极显著水平；茎秆横切面细胞大小差异不明显，纵切面细胞变短，排列不规则。矮秆基因d15与br2等位，第5外显子5485~5685 bp区间缺失200 bp，编码区全长3983 bp。d15编码蛋白的跨膜结构域为10个，比D15编码蛋白的跨膜结构域减少2个，负责底物结合和转运功能的第2个保守功能域缺失。d15启动子较br2仅有2个SNPs差异。在拔节前、拔节期和拔节后3个时期，突变体中d15基因的表达量与野生型间均无显著差异。由此可见，矮秆基因d15的矮化特征及表达模式均与br2相似，是1个新的br2等位基因，丰富了玉米矮秆基因资源。

关键词

玉米; 矮秆; br2基因; 等位突变; 基因表达

株高是玉米理想株型建成的重要农艺性状之一，直接影响玉米品种的高产潜力和抗倒性能^［

1］。矮秆玉米具有抗倒伏、耐肥、株型紧凑等特点，更能适应农业机械化的发展^{［参考文献 2

百度学术}2］，也是开展作物矮化育种的关键种质资源^{［参考文献 3

百度学术}3］。目前，玉米上最具商业价值的株高基因仍然是br2（brachytic2），该基因能够抑制茎节间细胞的伸长，有效地降低株高，尤其对穗位以下节间更为显著^{［参考文献 4-6}4-6］。Pilu等^{［参考文献 7

百度学术}7］对B73中分离的矮秆材料br2-23进行研究，用br1、br2和br3与其进行等位杂交，F₁没有恢复野生型表现，推断它们为同源基因，并用SSR标记定位F₂群体证实了这一推断。2003年，Multani等^{［参考文献 8

百度学术}8］首次在玉米B73基因组中通过Mu转座子标签法克隆出br2基因，经研究表明其矮化机理是br2编码蛋白PGP的功能缺失导致生长素（IAA）运输过程的受阻。近年来，通过突变体鉴定、QTL定位及图位克隆等方法，多个玉米br2等位基因被克隆，如br2-23在第5外显子上发生1个8 bp 的自然缺失^{［参考文献 7

百度学术}7］；QTL-qph1第5外显子5259 bp处发生1个SNP（G/T）改变^{［参考文献 9

百度学术}9］；d123第4外显子上编码的1个谷氨酸被替换为赖氨酸^{［参考文献 10

百度学术}10］；br2-NC238第4内含子上插入1个572 bp微型反向重复转座元件（MITE）^{［参考文献 11

百度学术}11］；qpa1第5外显子6376 bp到6617 bp间缺失241 bp^{［参考文献 5

百度学术}5］。随着br2基因研究的不断深入，利用优良的br2等位变异选育出了一系列矮秆品种，在生产上得以大面积的推广，代表性品种有本雀比利亚AN-360（墨西哥）、矮154和矮544（河南新乡农科所）、矮单268、南玉8号等^{［参考文献 12-14}12-14］。由于玉米br2基因连锁一些不良性状或一因多效，导致具有br2背景的材料也有一些不良性状，限制了br2矮秆材料的利用价值，br2优良等位基因仍是育种家们寻找的目标^{［参考文献 15

百度学术}15］。因此，发掘和利用新的矮秆基因或等位变异对玉米矮化育种具有重要意义。K15d为本课题组发现的一个矮秆玉米突变体，前期研究表明K15d是较好的矮化育种亲本^{［参考文献 16

百度学术}16］。本研究将对K15d的矮化特征进行鉴定，通过矮化基因的等位性鉴定，对d15基因进行克隆和表达分析，为进一步研究其矮化机制和应用提供参考。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

玉米矮秆突变体K15d及同源高秆自交系K15（野生型）、R08d（cr1）、K125d（br2）和114F（br2）；K15d分别与R08d、K125d和114F杂交获得3个F₁群体；K15d分别与R08d和K125d构建2个F₂群体。114F来源于玉米遗传学合作库存中心（MGCSC，Maize Genetics Cooperation Stock Centre），其余材料均由四川正红生物技术有限责任公司（以下简称公司）提供。2×T5 Super PCR Mix、DH5α感受态细胞购自成都擎科梓熙生物技术有限公司；TB Green™ Premix Ex Taq™ Ⅱ、高保真酶PrimeSTAR购自TAKARA公司；快捷型植物基因组DNA提取试剂盒、DNA产物纯化试剂盒、RNA prep Pure Plant Kit 试剂盒购自TIANGEN公司；反转录试剂盒（ReverTra Ace® qPCR RT Master Mix with gDNA Remover）购自TOYOBO；克隆载体pEASY-T5购自北京全式金生物技术有限公司；引物由上海生工生物公司合成。

1.2 试验设计

2016年春季在公司双流基地顺序播种114F、R08d、K125d、K15d、K15、3个F₁群体和2个F₂群体，6行区，每行8窝，每窝2株，行距0.8 m，行长3.5 m，密度3350株/667 m²。田间管理以大田生产为标准。

1.3 K15d与K15的矮化特征鉴定

散粉结束后，测量K15和K15d的株高、穗位高、叶宽、节间长、节间粗和节间数并拍照，性状测定方法见表1。切取突变体K15d及K15的穗下节间中部约0.3 cm×0.3 cm×0.5 cm大小块纵、横切面，采用石蜡切片法制作切片^［

17］，并在光学显微镜下对切片观察拍照，比较同一放大倍数和视野下K15d与K15的细胞形状和数目。计算各性状的平均值及标准误（SE），对突变体K15d与对应野生型K15的性状数据进行t-检验（Excel 2012和SPSS19）。

表1 测定性状及方法

Table 1 Characters and methods of measurement

性状Traits	测定方法Method
株高Plant height	由地表到雄穗顶端的高度
穗位高Ear height	从地表到果穗柄着生节的高度
叶宽Leaf width	测量上位穗以上第一叶的最宽处
穗上节间数Internode no. above ear	从穗柄着生节到雄穗基部的总节间数
穗下节间数Internode no.under ear	从第一节间到穗柄着生节以下的总节间数
节间长Internode length	从植株上部第一节间到下部最后一节间分别长度
节间粗Internode thick	测量每节间中部的直径

1.4 突变体致矮基因等位性鉴定

散粉结束后，测量114F 、R08d、K125d、K15d、3个F₁群体和2个F₂群体的株高和穗位高。计算F₁株高和穗位高平均值和标准误（SE），与双亲株高和穗位高对比；统计F₂植株高矮分离情况，并做株高分布图，推测相应亲本间矮秆基因的等位关系。

1.5 同源克隆及序列分析

1.5.1 启动子的扩增

根据已报道的br2启动子序列设计引物pQPH1F（CGCGTACCGTATCTAACCAA）和pQPH1R（CGGGTCGCTGCTAGACATG）^［

9］，以K15和K15d基因组DNA为模版，利用PCR方法扩增d15启动子序列。PCR反应体系按照PrimeSTAR HS DNA Polymerase操作说明进行，反应条件：98 ℃预变性1 min；98 ℃变性10 s，60 ℃退火5 s，72 ℃延伸2 min，35个循环；72℃再延伸7 min，4 ℃保存。

1.5.2 编码区的扩增

参照br2基因组序列（Genebank登录号：AY366085），利用Premier5.0软件设计7对交叉覆盖整个br2基因组的特异性引物扩增K15和K15d，所用引物序列见表2。PCR扩增体系均为：9.5 μl ddH₂O，1 μl DNA，正反向引物各1 μl，12.5 μl T5 Super PCR Mix。PCR扩增程序：98 ℃预变性3 min；98 ℃变性15 s，解链温度（Tm）（54~64 ℃）退火15 s，72 ℃延伸15 s，扩增35个循环；72 ℃延伸3 min；最后4 ℃保存。

表2 同源克隆的引物序列

Table 2 Primer sequences for homology-based cloning

引物名称 Name of primer	正向引物（5'-3'） Forward primer sequence（5'-3'）	反向引物（5'-3'） Reverse primer sequence（5'-3'）	扩增长度（bp） Amplified length
H109	GCCGTCACCATCTAGTTTGC	CGACGACGAGGAAGTAGAAG	1105
H106	CGAGCAGCCGCCCAATG	TACCAGAGCAGGAGCCCGTAG	1007
H113	GGGCAACCTCATCCACTACAT	GGTTCTCCCTGATGCTCGTC	1595
H114	TTGGTCGTGGCTGTTTGTGG	GCATGGGTTTGACTGGCTCT	1743
H103	CCACCCCAGCTCTTGCTACTC	CCGCTTGGTCAGGTTCTC	1381
212F/233R	CGCCATCTTCGCCTACATC	CATCAATCTCTCGAGGAACCAAAC	1754
H211	GCGAGAACCTGACCAAGCG	CGCCCTTGATGAAGTCCG	663

对以上扩增出来的目标条带进行凝胶回收并纯化，并与pEASY-T5载体连接转化到大肠杆菌DH5a感受态细胞中，在氨苄（Amp）抗性的LB平板上筛选阳性克隆，随机挑取单菌落进行PCR鉴定，将阳性单菌落菌液分别送成都擎科梓熙生物技术有限公司和北京六合华大基因科技有限公司测序。用DNAMAN软件对K15d和K15中d15基因测序结果进行拼接和比对。采用DNAMAN软件预测编码氨基酸序列并比对。

1.6 生物信息学分析

利用在线工具TMHMM Server V.2.0（http：//www.cbs.dtu.dk/services/TMHMM/）预测蛋白跨膜结构域。SOPMA在线软件分析蛋白质二级结构类型。利用SMART（http：//smart.embl-heidelberg.de）预测蛋白质功能结构域。

1.7 基因的表达

采用RNA prep Pure Plant Kit试剂盒分别提取K15d和K15材料拔节前期（8片展开叶及11片可见叶）、中期（10片展开叶及13片可见叶）和后期（12片展开叶及16片可见叶）的茎秆第2节间的总RNA，并通过反转录试剂盒将其反转录成cDNA。田间取样根据叶龄指数，每个时期每个材料选取展开叶片数与总叶片数均一致、株高及分化节数相同、发育程度一致、无病虫侵袭的植株，生物学重复3株，切取节间正中部区段，尽量保证切取的茎块含有同样比例的木质部与韧皮部及表皮组织。利用Primer5.0软件设计基因表达特异性引物RT12（上游引物5'-CTGCTCATCGGCATGTCCTC-3'，下游引物：5'-GAACAAGGCGATCTCGTTGC-3'）；18s rRNA（上游引物5'-ACCTCCATGCTCACTGGTACTT-3'，下游引物5'-ACCTCCATGCTCACTGGTACTT-3'）作为内参基因。按照TB Green Premix Ex Taq Ⅱ说明书配置定量反应体系，在CFX96 Real-Time System收集荧光，每个样品设置3次重复，基因相对表达量采用2^-ΔΔCT方法^［

18］计算。

2 结果与分析

2.1 K15和K15d的矮化特征比较

K15与K15d的部分矮化性状比较见图1。矮秆突变体K15d与野生型K15相比，株高、穗位高明显降低，叶片变窄（图1A、B）；节间长特别是穗下节间明显变短（图1C）；各节间直径变细（图1D）。穗下节间细胞横切片（图1E）和纵切片（图1F），同一放大倍数视野下K15d横切面细胞和维管束大小差异不明显，纵切面中细胞长度变短，排列不规则。

图1 K15与K15d部分矮化性状比较

Fig.1 Comparison of partial dwarfing characters between K15 and K15d

A：植株，标尺=20 cm；B：茎秆，标尺=20 cm；C：节间，标尺=2.2 cm；D：节间直径；E：穗下节间横切面（10×10），标尺=0.1 mm；F：穗下节间纵切面（10×10），标尺=0.1 mm

A： Plants， bar=20 cm； B： Stems， bar=20 cm； C： Internodes， bar=2.2 cm； D： Internode diameter； E： Cross section of below ear internode （10×10）， bar=0.1 mm； F： Vertical section of below ear internode （10×10）， bar =0.1 mm

将K15与K15d的部分性状测量数据列于表3。矮秆突变体K15d与野生型K15相比株高降低39.22%，穗位高降低69.75%，差异均达到极显著水平；穗下节间数相对野生型减少38.83%，穗上节间数变化不明显，说明K15d的矮化与穗下部节间数的减少有关。在相同放大倍数和视野下K15d横切面细胞数减少31.30%，纵切面细胞数增加34.30%，分别达到极显著和显著水平。

表3 K15与K15d部分矮化性状比较

Table 3 Comparison of partial dwarfing characters between K15 and K15d

性状 Traits	K15	K15d	比K15增减（%） Compared with K15
株高（cm） Plant height	234.60±2.19	142.60±1.70	-39.22^**
穗位高（cm） Ear height	72.73±2.15	22.00±1.20	-69.75^**
节间数 Internode no.	13.00±0	11.33±0.67	-12.85
穗下节间数 Internode no. below ear internode	6.00±0	3.67±0.33	-38.83^*
穗上节间数 Internode no. above ear internode	7.00±0	7.67±0.33	+9.57
穗下节间横切面细胞数 Transverse cell no. of below ear internode	57.50±0.50	39.5±0.50	-31.30^**
穗下节间纵切面细胞数 Longitudinal cell no. of below ear internode	10.67±0.67	14.33±0.67	+34.30^*

平均值±标准误；+表示增加；-表示减少；^*表示在P≤0.05水平差异显著；^**表示在P≤0.01水平差异显著；下同

Mean±SE； +meas increase； -means decrease； ^*means significantly different at P≤0.05； ^** means significantly different at P≤0.01； The same as below

2.2 突变体K15d矮秆基因的等位性分析

3个F₁与双亲株高和穗位高比较结果见表4，组合K15d×K125d和K15d×114F对应F₁的株高和穗位高较矮。前期研究证明K125d和114F矮秆基因为单隐性细胞核基因（br2）遗传^［

19］，推测K15d矮秆基因亦为单隐性基因遗传，初步判断K15d、K125d和114F的矮秆突变基因相互等位。而组合K15d×R08d（cr1）株高和穗位高比双亲明显增高，说明K15d矮秆基因与cr1不等位（表4）。2个组合F₂群体株高分布图见图2，组合K15d×K125d F₂群体株高呈单峰分布，而K15d×R08d F₂群体株高呈双峰分布，进一步证明K15d矮秆基因与br2等位，与cr1不等位。

表4 F₁与双亲株高和穗位高比较

Table 4 Comparison of plant height，ear height between F₁ and it's parents

组合Combination	性状（cm） Traits	母本 Female parent	父本 Male parent	F₁群体 F₁ population	等位性 Allelism
K15d×R08d	株高	142.60±1.70	115.33±1.14	254.60±2.39	不等位
K15d×R08d	穗位高	22.00±1.20	34.13±0.95	78.05±2.80	不等位
K15d×K125d	株高	142.60±1.70	106.27±1.17	189.10±3.68	等位
K15d×K125d	穗位高	22.00±1.20	25.87±0.62	38.45±1.70	等位
K15d×114F	株高	120.79±0.97	120.00±1.45	154.96±2.42	等位
K15d×114F	穗位高	24.94±0.41	28.00±1.23	28.82±0.86	等位

图2 2个组合 F₂群体株高分布图

Fig.2 The plant height distribution of F₂ population of two combinations

2.3 矮秆基因d15的克隆

2.3.1 d15启动子

野生型K15和突变体K15d中d15启动子的PCR扩增产物长度与预期大小一致（图3）。测序结果分析，K15和K15d中d15启动子的序列完全相同，大小为1100 bp，而与GenBank网站上参考基因组B73（RefGen_v4）的br2序列比对则存在2个单核苷酸多态性（SNPs），同源性高达99.94%。

图3 K15和K15d中d15基因启动子的扩增结果

Fig.3 Amplification results of d15 promoter in K15 and K15d

2.3.2 d15编码区

利用7对特异性引物分别对K15（野生型）和K15d的基因组DNA进行扩增并进行琼脂糖凝胶电泳检测。从图4A可以看出，引物H211扩增K15和K15d后条带出现差异条带。对所有PCR扩增产物进行克隆及测序，并利用DNAMAN软件对编码序列进行拼接及比对。结果显示（图4 B、C），K15d中d15基因编码区全长3988 bp，在第5外显子的5485 bp到5685 bp间缺失200 bp的片段，是1个新的br2等位基因。

图4 矮秆基因d15的克隆

Fig.4 The result of cloning of dwarf gene d15

A：引物H211的扩增结果；B： d15基因结构及突变位点；C： d15基因缺失片段序列对比

A： Amplification results of primer H211， respectively； B： Structure and mutation site of d15 gene；C： Sequence comparison of fragment with deletion of d15 gene

2.3.3 d15编码蛋白

利用DNAMAN5.0软件对K15和K15d中d15预测编码的氨基酸序列进行比对（图5）。图5表明，K15和GenBank中br2编码氨基酸序列的同源性为95.91%，且差异区域不存在保守序列。K15d中d15基因序列缺失导致编码氨基酸从第972处移码缺失，仅编码1326个氨基酸。

图5 d15基因编码蛋白的氨基酸序列比对

Fig.5 Alignment of d15 amino acid sequences

2.4 生物信息学预测

2.4.1 d15蛋白跨膜结构预测

通过TMHMM2.0工具对d15编码蛋白的跨膜结构进行预测。如图6所示，野生型K15中D15（d15为隐性单基因，其相应显性基因命名为D15）编码蛋白具有完整的12个跨膜结构域，而突变体K15d中d15编码蛋白只有10个跨膜结构域，在第1050位氨基酸处缺失2个跨膜结构域。

图6 d15蛋白的跨膜区预测

Fig.6 Prediction of transmembrane region of d15 protein

黑色箭头：d15蛋白的跨膜结构域缺失位置

Black arrow： The location of missing transmembrane domain of d15 protein

2.4.2 d15蛋白二级结构预测

利用SOPMA对d15编码蛋白的二级结构预测发现（表5），d15编码蛋白的二级结构中α-螺旋、扩展长链减少，而β-转角和无规则卷曲结构增加，说明d15序列的缺失使蛋白二级结构组分发生改变，进而影响蛋白高级结构的形成。

表5 d15蛋白的二级结构预测

Table 5 Prediction of the secondary structure of d15 protein （%）

材料名称

Material name

α-螺旋

Alpha helix

扩展长链

Extended strand

β-转角

Beta turn

无规则卷曲

Random coil

K15

47.31

15.36

5.10

32.23

K15d

42.38

13.65

8.07

35.90

2.4.3 d15蛋白功能域预测

采用SMART预测d15编码蛋白的功能结构域，结合NCBI CDD数据库分析保守序列。结果发现，K15中D15编码蛋白含有ABC转运蛋白典型的结构域，即含有两个核酸结合域（NBD，nucleotide- binding domain）和两个跨膜结构域（TMD，transmembrane domain），为全分子的ABC转运蛋白，具有“NBD-TMD”排列的结构域特点（图7A）。而K15d中d15编码蛋白的第2个TMD不完整且第2个NBD缺失，此部分含有多个保守序列，如Walker A（P环）、Walker B、ABC signature motif（Walker C）、A环、D环、H环和Q环等（图7B）。由此判断，d15编码蛋白功能结构域的缺失可能影响该蛋白的转运功能。

图7 d15蛋白的功能域预测

Fig.7 Prediction of functional conserved domain of d15 protein

A：K15；B：K15d；NBD：核酸结合域；TMD：跨膜结构域；粉色矩形：低复杂度结构域

A： K15； B： K15d； NBD： Nucleotide- binding domain；TMD： Transmembrane domain； Pink rectangle：Low complexity region

2.5 矮秆基因d15的表达分析

本研究对K15d和K15拔节期前、中、后3个发育时期d15基因在茎第2节间组织的表达进行分析（图8）。结果显示，3个时期d15的表达量在K15d和K15间均无显著差异（P=0.316、0.144及0.166），表明株高的差异并非d15基因的表达量差异所致。

图8 d15基因的表达

Fig.8 Expression of d15 gene

a、b和c表示拔节期前、中、后3个时间点。a时期植株具11片可见叶、8片展开叶；b时期植株具13片可见叶、10片展开叶；c时期植株具16片可见叶、12片展开叶

a， b and c are 3 developmental stages during stem elongation. a： Plants with 11 visible leave and 8 expanded leaves； b： Plants with 13 visible leave and 10 expanded leaves； c： Plants with 16 visible leave and 12 expanded leaves

3 讨论

对玉米的矮化特征研究发现，不同突变类型的农艺性状差异很大。研究表明，br2突变体的株高是野生型的1/4到1/2，主要是穗位以下节间缩短明显^［

20］。本研究中矮秆突变体K15d较野生型株高降低39.22%，穗位高降低69.75%，且穗下节间严重缩短，节间数减少38.83%。相对野生型，K15d横切面细胞数减少31.30%，维管束呈变大趋势；K15d纵切面细胞数极显著增加，细胞变小，呈不规则排列。由此推测，矮秆材料K15d节间缩短的原因是细胞长度缩短、排列不规则引起的，与br2的矮化特征相似。与野生型相比，矮秆材料K15d株高、穗位高明显变矮，叶片变窄，抗倒耐密性增强，虽然单株产量降低，但生产应用过程中可以通过增加种植密度提高群体产量。本研究根据K15d与已知矮秆基因材料杂交F₁株高和穗位高分析结果，结合F₂群体株高分离表现，证明了K15d的矮化基因d15与br2等位。

Pilu等^［

7］通过同源克隆发现，br2-23在第5外显子上缺失1个8 bp的片段，导致移码使编码产物缺失200个氨基酸。石海春等^{［参考文献 19

百度学术}19］参考玉米br2序列克隆到等位基因d125，发现d125编码序列的第1651 bp后插入9 bp和第6432 bp处缺失1个232 bp的片段，导致编码1318个氨基酸。Wei等^{［参考文献 5

百度学术}5］发现玉米br2等位基因qpa1在第5外显子的6376 bp到6617 bp间缺失241 bp，导致其编码氨基酸移码缺失。本研究参考玉米br2基因序列扩增出等位基因d15，其在第5外显子的5485 bp到5685 bp间缺失200 bp，这与现有的br2等位基因的突变区域结果不同。启动子序列分析表明，突变体和野生型中d15基因启动子相同，与参考基因组B73的br2启动子仅有2个 SNPs差异，同源性为99.94%，这与叶凌凤等^{［参考文献 21

百度学术}21］克隆br2等位基因qph1的启动子结果相似。

跨膜结构域（TMD）形成的膜通道开口有利于底物的结合和转运，并且TMD上结合位点具有饱和点，调控着底物运输的速度^［

22］。本研究预测发现d15蛋白跨膜区缺失，推测该缺失可能影响底物的结合及转运。d15编码蛋白的二级结构主要由α-螺旋和无规则卷曲构成，其中α-螺旋减少，与预测的跨膜结构域缺失有关，而β-转角和无规则卷曲结构增加，表明二级结构的改变影响了蛋白功能。d15编码蛋白的第2个功能域NBD缺失，此部分含有多个保守的二级结构，包括Walker A（P环）、Walker B、LSSG-motif、A环、D环、H环和Q环。

研究表明，P环、H环、Walker B和Q环形成1个腔隙用于ATP分子的容纳，D环和LSGGQ序列则关闭腔隙，相互形成独有的“ATP sandwich”结构，该结构形式利于ATP 自由能的有效释放，便于PGP蛋白构象的改变，从而促进其对底物的识别和转运^［

23］。因此，该缺失导致d15编码蛋白不能有效捕获ATP分子，在跨膜转运过程中由于能量的供应不足导致其功能受到影响。启动子是基因转录表达的开始，克隆启动子序列并分析其顺式作用元件，对了解基因表达模式及其调控机制具有重要作用^{［参考文献 24

百度学术}24］。br2 编码生长素极性运输蛋白PGP，在玉米的多个组织中均有表达，尤其在伸长生长的茎秆节间表达量最高^{［参考文献 8

百度学术}8］。Pilu 等^{［参考文献 7

百度学术}7］对br2-23及其野生型B73近交系在10叶期时半定量分析认为，br2-23的矮化并非表达差异而是由编码序列缺失而导致植株变矮。邢安琪^{［参考文献 9

百度学术}9］研究玉米br2等位基因qph1在茎秆生长的不同时期表达量发现，其表达量不是影响两亲本株高差异的因素。本研究发现，d15启动子在野生型和突变体中无差异；在拔节期的前、中、后3个时期，d15基因表达量在野生型K15和突变体K15d间均未达到显著差异。表明d15基因的功能并非启动子调控元件变异所致，且株高的差异与d15基因的表达量无关。推测d15基因的内部功能位点变化才是导致表型矮化的主要原因。

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