[發明專利]一種玉米mZmDEP基因和其表達抑制結構在玉米抗逆育種中的應用

有效

• 申請號: 201510916723.0
• 申請日: 2015-12-10
• 公開（公告）號: CN105349551B
• 公開（公告）日: 2019-07-02
• 發明（設計）人: 張舉仁;李朝霞;解光寧
• 申請（專利權）人: 山東大學
• 主分類號: C12N15/29
• 分類號: C12N15/29;C07K14/415;C12N15/82;A01H5/00;A01H6/46
• 代理公司: 濟南圣達知識產權代理有限公司 37221
• 代理人: 李健康

本發明公開一種玉米mZmDEP基因和其表達抑制結構在玉米抗逆育種中的應用，其中所述玉米mZmDEP基因的核苷酸序列如SEQ ID No.1所示；其編碼的氨基酸序列如SEQ ID No.2所示；所述玉米mZmDEP基因的表達抑制結構是指SEQ ID No.1所示核苷酸序列的反義表達結構和SEQ ID No.1所示核苷酸序列的RNAi結構，其中所述RNAi結構是由SEQ ID No.1的前628個核苷酸區域中的片段構建而成；所述玉米抗逆是指玉米的耐旱性和耐鹽性。實驗證實，利用本發明獲得的轉基因株系表現出顯著提高了抗旱性和耐鹽性，提高了玉米植株對環境的適應性和在常規栽培條件下的玉米產量，在玉米育種中有很好的應用價值。

技術領域

本發明屬作物生物工程育種領域，具體說，涉及一種玉米mZmDEP基因和其表達抑制結構在玉米抗逆育種中的應用。

背景技術

DEP1(dense erect panicle 1)基因是傅向東等在水稻中首先報道的(傅向東、黃向忠錢前劉正斌，2008.06.05，直立密穗基因及其應用，申請號200810111529.5，授權公告號CN 101597610 B)，與水稻的直立密穗相關，命名為對Dep1。2008年專利是該基因在水稻直立密穗株型改造方面的應用，該專利要求保護突變的水稻直立密穗基因序列及其氨基酸序列，以及具有編碼相同多肽的其它核苷酸序列及其互補序列；該專利還要求保護利用這些序列構建表達載體并用于生產轉基因植物的方法，和這些多核苷酸序列和其構建體及載體在提高作物植物抗倒伏能力、穗數和穗粒數、光合效率、或提高作物植物結實期群體生長率或干物質生產量中的用途，其中所述的植物是水稻。稍后，傅向東等通過QTL分析，在水稻第9號染色體SSR標記RM3700和RM7048之間檢測到了一個氮高效利用相關的主效QTL，將其命名為qNGR9(a QTL for nitrogen growth responses in chromosome9)。利用圖位克隆的方法，他們將候選NGR9基因精細定位在14kb的區間內。通過測序比較分析，確定了NGR9候選基因為已知的水稻高產基因DEP1，2011年他們將研究結果申請了中國和美國的專利。該專利是該基因在提高農作物(水稻)的氮肥利用效率和光合作用效率、降低農作物(水稻)株高增強抗倒伏性方面的應用(傅向東吳昆錢前張成偉劉學英王栓鎖，2011.01.27，直立密穗基因提高氮肥利用效率的新應用，申請號201110029759.9，授權公告號CN 102174527 B)。權利要求為“直立密穗基因的應用，其用于提高農作物的氮肥利用效率，提高光合作用效率，降低農作物株高增強抗倒伏性，所述應用通過將直立密穗基因轉入所述農作物中生成轉基因農作物而實現”。在說明書中，發明人報道了將構建的pUbi:dep1載體轉化玉米，獲得了過表達dep1基因的玉米。過表達dep1基因的玉米也同樣表現出半矮化表型，葉片顏色變為深綠色，光合效率比對照玉米提高25.6％，葉片夾角變小，提出直立密穗基因可以用來提高玉米的種植密度和增加群體光合作用，進而提高產量。在玉米中，傅向東等克隆了2個水稻DEP1基因的同源基因即玉米ZmDEP1-1和ZmDEP1-2。ZmDEP1-1同水稻DEP1的相似性為52.60％，同水稻dep1的相似性只有37.74％；ZmDEP1-2同水稻DEP1的相似性為36.07％，同水稻dep1的相似性只有31.13％。