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粮食高产、优质是植物科学研究的重要目标。玉米是重要的粮食作物和饲用作物,在玉米等很多禾本科作物中,种子大小是一个非常重要的产量性状。在玉米产量构成三要素穗行数、行粒数和百粒种中,百粒重的高低也主要由籽粒大小和容重高低决定,其中籽粒大小对百粒重的高低起着决定性的作用。籽粒又可以剖分为胚和胚乳两个主要的生物学组成部分,其中胚乳约占玉米籽粒总重的70%左右,对玉米籽粒的大小和百粒重的高低起关键作用。因此发现控制玉米籽粒发育过程中关键基因的突变体,是剖析籽粒发育形成遗传机理的关键。本研究以课题组在育种过程中发现的一个因胚乳细胞数目减少而导致籽粒变小的自然突变体材料6244为基础材料,与B73构建了分离群体,通过开发大量多态性的分子标记,对目标基因进行了精细定位,同时通过突变体和正常亲本测序和序列分析,确定了籽粒大小突变体基因的可能候选基因。本研究取得了以下主要结论:1、通过与B73常规自交系杂交,对其分离后代进行遗传分析,发现该性状表现为典型的孟德尔遗传,由1对隐性基因控制,并将该基因定位于玉米第1号染色体的1.02bin。2、根据前期研究结果,筛选玉米第1染色体1.01,1.02和1.03区已知引物,把获得的多态性引物用于筛选分离群体,根据结果进行分析,把籽粒大小突变体基因Zm Es M1定位在引物bnlg1614和bnlg1953之间。扩大分离群体的规模至40,000株,同时增加1.02区分子标记的密度,根据玉米基因组序列,开发了SSR标记、Indel标记和Intron标记等500对分子标记,筛选到有多态性的分子标记45对,并用于Zm Es M1的精细定位,其中距离目标基因两侧最近的分子标记是N-85与N-15,它们之间的物理距离大约为120kb。3、把标记N-85与N-15之间碱基序列用FGENESH软件进行基因预测,预测有3个编码基因,其中2号候选基因为优先考虑基因,预测其功能与细胞分裂周期相关。然后对两个亲本的2号候选基因进行了测序分析,结果表明突变个体与正常亲本相比,在启动子区域有两个位点的插入,插入片段分别是GAATCATG和TTATG,在编码区也存在有两个单碱基位点的变异,其中第二个外显子中的一个碱基G突变为C,第四个外显子中的一个碱基T突变C,它们对应编码的氨基酸也发生了改变。然后计划构建2号候选基因的表达载体,用于遗传转化工作。