玉米是全球最重要的粮食和饲料作物之一,玉米籽粒的品质和产量直接决定了玉米的应用价值。对玉米籽粒的研究有助于为提高玉米产量、改善玉米品质提供理论基础。玉米籽粒突变体为玉米籽粒的研究提供了良好的材料。1764突变体属于玉米籽粒发育缺陷型(defective kernel,dek)突变。该突变体成熟籽粒皱缩,胚乳填充不充分,胚发育严重缺陷,致死,不能萌发。相较于同时期的野生型,未成熟籽粒石蜡切片观察表明,突变体胚的发育严重受到影响,几乎不发育。未成熟籽粒的透射电镜分析表明,突变体胚乳细胞填充物不足,尤其是蛋白体的体积变小、数量减少。成熟籽粒的生化成分分析进一步说明,突变体籽粒中醇溶蛋白和非醇溶蛋白含量均显著下降,其中19 kDa和27 kDa醇溶蛋白的含量下降尤其显著。而突变体籽粒中淀粉的含量略有上升。本研究利用图位克隆的方法,将1764基因定位在8号染色体4.705933 M到5.212037 M之间。定位区间内有14个基因,通过测序分析已经排除了其中12个基因,另外2个基因仍然在分析确认之中。1763突变体同样属于玉米籽粒发育缺陷的dek突变体。该突变体成熟籽粒明显皱缩、空瘪,但种子仍可萌发生长。实验室前期利用图位克隆的方法结合其它5个与1763等位的突变体材料的候选区间,最终将突变基因定位在标记3B-1到3B-5之间,即3号染色体216.132312 M-216.472712 M之间。本研究结合转录组数据分析,利用dCAPS标记对候选区间内的基因进行筛选,最终确定GRMZM2G429899为候选基因。1763突变体中,该基因第286位碱基C转变成了T,导致第96个编码谷氨酰胺的密码子CAG转变成了终止密码子TAG,进而造成翻译的提前终止。该基因为已知功能的Shrunken2(Sh2)基因,它编码了淀粉合成代谢途径中的关键限速酶腺苷二磷酸葡萄糖焦磷酸化酶(Adenosine diphosphate glucose pyrophosphorylase,AGPase)的大亚基。淀粉和可溶性糖含量测定发现,1763突变体成熟籽粒中淀粉含量显著下降,未成熟籽粒中可溶性糖含量显著上升。