[發明專利]一種基于ZmMIKC2a基因調節玉米籽粒淀粉含量的方法

有效

• 申請號: 201710533351.2
• 申請日: 2017-07-03
• 公開（公告）號: CN107254475B
• 公開（公告）日: 2019-11-05
• 發明（設計）人: 董慶;李廷春;王俊;王芳;張瑋;陳洪儉;李成
• 申請（專利權）人: 安徽省農業科學院煙草研究所
• 主分類號: C12N15/29
• 分類號: C12N15/29;C12N15/82;A01H5/10;A01H6/46
• 代理公司: 合肥中谷知識產權代理事務所(普通合伙) 34146
• 代理人: 曾弦

本發明公開了一種基于ZmMIKC2a基因調節玉米籽粒淀粉含量的方法，屬于基因工程技術領域，包括：I)構建ZmMIKC2a基因過量表達載體，得到ZmMIKC2a基因過量表達植株；II)將目的玉米中的ZmMIKC2a基因敲除，獲得ZmMIKC2a基因缺失植株。該方法利用ZmMIKC2a基因對玉米籽粒淀粉合成相關基因的正調控作用，通過基因工程的方法提高或降低目的玉米中直鏈淀粉含量和直鏈淀粉/總淀粉比例，獲得具有高直鏈淀粉/低支鏈淀粉或高支鏈淀粉/低直鏈淀粉的轉基因玉米新品種，對利用基因工程技術開發具有特定功能的轉基因玉米新品種具有重要的實踐意義。

技術領域

本發明涉及的是基因工程的技術領域，尤其涉及的是一種基于ZmMIKC2a基因調節玉米籽粒淀粉含量的方法。

背景技術

玉米在人類的各類生產生活中占據著重要的位置，它不僅是主要的糧食作物，更是各類生產中主要的淀粉來源。我國研究人員在提高玉米產量上做出了重要的貢獻，但對改善玉米品質方面的研究較少。淀粉作為植物種子胚乳的主要組成成分，其含量和品質直接影響著種子的品質。因此，研究淀粉合成的調控對于提高種子的品質具有重要意義。

淀粉根據結構不同分為直鏈淀粉和支鏈淀粉，淀粉中直鏈淀粉和支鏈淀粉的比例以及支鏈淀粉的分支鏈結構決定著玉米品質，同時直鏈淀粉和直鏈淀粉之間的比例還決定著淀粉的用途，高直鏈和低支鏈的淀粉可以用于食品、醫藥、環保、紡織等領域，而低直鏈和高支鏈的淀粉可用在食品行業。直鏈淀粉生產的可再生、可降解膜應用于農用薄膜加工業和包裝工業，可以減少工業廢氣及減弱溫室效應氣體的釋放，高直鏈淀粉還是生產光解塑料的最佳原料，用于一次性餐具，是解決日益嚴重的“白色污染”的有效途徑；支鏈淀粉具有更好的薪性，可增加膨化食品的體積，作為食品添加劑具有不同于直鏈淀粉的效果，在黏合劑領域具有較多應用。普通玉米中直鏈淀粉的含量一般約為25％，支鏈淀粉約為75％，如何調節和改善直鏈和支鏈淀粉含量的平衡度，需要深入開展對淀粉生物代謝途徑的研究，不僅對完善淀粉代謝途徑有重要的理論意義，而且對作物品質的遺傳改良，培育具有獨特品質或新型淀粉品質的材料具有重要的理論和實踐意義。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術的不足，提供了一種基于ZmMIKC2a基因調節玉米籽粒淀粉含量的方法，以提供一種能夠提高或降低玉米籽粒直鏈淀粉含量及直鏈淀粉/總淀粉比例的方法。

本發明是通過以下技術方案實現的：

本發明提供了一種基于ZmMIKC2a基因調節玉米籽粒淀粉含量的方法，包括：

I)構建ZmMIKC2a基因過量表達載體，將過量表達載體導入目的玉米，得到ZmMIKC2a基因過量表達植株；或者：

II)將目的玉米中的ZmMIKC2a基因敲除，獲得ZmMIKC2a基因缺失植株；

所述ZmMIKC2a基因過量表達植株的籽粒直鏈淀粉含量和直鏈淀粉/總淀粉比例高于目的玉米，所述ZmMIKC2a基因缺失植株的籽粒直鏈淀粉含量和直鏈淀粉/總淀粉比例低于目的玉米；所述ZmMIKC2a基因為下述i)或ii)的DNA分子：

i)核苷酸序列如SEQ ID NO.1所示的DNA分子；

ii)核苷酸序列與SEQ ID NO.1至少具有98％同一性且編碼如SEQ ID NO.2所示的氨基酸序列的DNA分子。

進一步地，所述ZmMIKC2a基因的獲得方法為：提取玉米籽粒胚乳或玉米花絲RNA并反轉錄成cDNA，以cDNA為模板，以MIKC2a-F、MIKC2a-R為引物進行PCR克隆；其中，MIKC2a-F、MIKC2a-R引物序列為：

MIKC2a-F：5′-ATGGGTAGGGGAAGGATTGA-3′

MIKC2a-R：5′-TTAGAACTGATGATGAGGGTTATTG-3′。