[發(fā)明專利]ZmCCT9在調(diào)控玉米開花期性狀中的應(yīng)用

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201711068897.1
• 申請(qǐng)日: 2017-11-03
• 公開（公告）號(hào): CN107653262B
• 公開（公告）日: 2019-09-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 田豐;黃成
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)
• 主分類號(hào): C12N15/82
• 分類號(hào): C12N15/82;A01H5/00;C07K14/415;C12N15/29;A01H6/46
• 代理公司: 北京紀(jì)凱知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11245
• 代理人: 關(guān)暢

本發(fā)明公開了ZmCCT9在調(diào)控玉米開花期性狀中的應(yīng)用。實(shí)驗(yàn)證明。本發(fā)明公開的ZmCCT9為如下A1)、A2)或A3)：A1)氨基酸序列是序列3的第1?275位的蛋白質(zhì)；A2)將序列表中序列3的第1?275位所示的氨基酸序列經(jīng)過一個(gè)或幾個(gè)氨基酸殘基的取代和/或缺失和/或添加且具有相同功能的蛋白質(zhì)；A3)在A1)或A2)的N端或/和C端連接標(biāo)簽得到的融合蛋白質(zhì)。實(shí)驗(yàn)證明，本發(fā)明的ZmCCT9及其編碼基因可以調(diào)控植物的開花期，導(dǎo)入ZmCCT9編碼基因并表達(dá)ZmCCT9的植物開花期延長(zhǎng)，敲除ZmCCT9編碼基因的植物開花期縮短，表明，ZmCCT9及其編碼基因可以用來(lái)調(diào)控植物開花期。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及生物技術(shù)領(lǐng)域中，ZmCCT9在調(diào)控玉米開花期性狀中的應(yīng)用。

背景技術(shù)

開花是植物從營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)向生殖生長(zhǎng)轉(zhuǎn)變的重要過程。當(dāng)植物生長(zhǎng)發(fā)育到一定時(shí)期，在合適的光照、溫度、水分和營(yíng)養(yǎng)條件下，植物葉片產(chǎn)生的成花素信號(hào)經(jīng)維管束運(yùn)輸?shù)角o尖分生組織，誘導(dǎo)相關(guān)成花基因的表達(dá)，進(jìn)而分化出花原基，進(jìn)一步發(fā)育形成花器官。開花期是作物重要的農(nóng)藝性狀之一，開花期的長(zhǎng)短決定了作物生育期的長(zhǎng)短，且在一定程度上制約著作物的地區(qū)及季節(jié)適應(yīng)性。開花期屬于典型的數(shù)量性狀且受微效多基因控制。近年來(lái)，研究人員通過圖位克隆和篩選突變體等方法在植物開花期調(diào)控方面取得了重大進(jìn)展，克隆了許多開花期相關(guān)的基因。研究表明，控制開花期的途徑主要有以下4種：即光周期途徑、春化途徑、自主開花途徑和赤霉素途徑，其中光周期途徑的研究最深入。與模式植物擬南芥和水稻相比，玉米在開花期調(diào)控方面的研究還有待進(jìn)一步加強(qiáng)和完善。

玉米(Zea mays ssp.mays)是由約1萬(wàn)年前分布于墨西哥南部的大芻草(Zea maysssp.parviglumis)馴化而來(lái)。雖然大芻草僅分布在墨西哥南部的較小區(qū)域內(nèi)，但現(xiàn)代栽培玉米已經(jīng)遍布世界各地，已成為世界上種植最廣泛的作物之一。熱帶玉米對(duì)光周期敏感，只有在短日照低緯度地區(qū)才能正常開花結(jié)實(shí)，在長(zhǎng)日照高緯度地區(qū)表現(xiàn)出不開花或延遲開花的特性，這極大地阻礙了優(yōu)良種質(zhì)資源的充分利用。而溫帶玉米則對(duì)光周期不敏感，可以在長(zhǎng)日照高緯度地區(qū)正常開花結(jié)實(shí)。因此，光周期敏感性的降低在玉米從短日照低緯度地區(qū)向長(zhǎng)日照高緯度地區(qū)擴(kuò)散分布的過程中起著關(guān)鍵的作用。目前，玉米中調(diào)控開花期且功能研究相對(duì)完善的基因有ZCN8、DLF1、ZmCCT和VGT1。ZCN8基因是擬南芥FT基因和水稻Hd3a和RFT1基因在玉米中的直系同源基因，并且作為成花素基因發(fā)揮其功能。ZCN8主要在葉片表達(dá)，合成的ZCN8蛋白通過維管束運(yùn)輸?shù)角o尖分生組織與擬南芥FD基因的直系同源基因DLF1基因發(fā)生互作，共同促進(jìn)下游成花基因的表達(dá)，從而促進(jìn)玉米由營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)向生殖生長(zhǎng)的轉(zhuǎn)變，進(jìn)而促進(jìn)開花。ZmCCT是水稻Ghd7基因在玉米中的直系同源基因并在玉米光周期反應(yīng)中發(fā)揮了重要的功能。在長(zhǎng)日照條件下，大芻草ZmCCT等位基因比溫帶玉米ZmCCT等位基因表達(dá)量高且抑制ZCN8基因的表達(dá)，從而導(dǎo)致晚開花。VGT1作為ZmRAP2.7基因的順式作用因子負(fù)向調(diào)控ZmRAP2.7基因的表達(dá)。ZmRAP2.7基因是擬南芥TOE1基因在玉米中的直系同源基因且負(fù)向調(diào)控玉米開花。

近年來(lái)隨著生物技術(shù)的發(fā)展，玉米開花期調(diào)控機(jī)理的研究取得了巨大的發(fā)展。但玉米開花期調(diào)控機(jī)理還沒有得到完全的解析。因此，克隆和解析調(diào)控玉米開花期的新基因?qū)M(jìn)一步了解和完善玉米開花期調(diào)控機(jī)理、擴(kuò)大玉米種植范圍、玉米分子育種、新品種的培育、種質(zhì)資源的評(píng)價(jià)和栽培技術(shù)的創(chuàng)新具有重要的指導(dǎo)意義。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是利用名稱為ZmCCT9的蛋白質(zhì)及其編碼基因調(diào)控植物的開花期性狀。

本發(fā)明首先提供了ZmCCT9在調(diào)控植物開花期性狀中的應(yīng)用；ZmCCT9為如下A1)、A2)或A3)：

A1)氨基酸序列是序列3的第1-275位的蛋白質(zhì)；

A2)將序列表中序列3的第1-275位所示的氨基酸序列經(jīng)過一個(gè)或幾個(gè)氨基酸殘基的取代和/或缺失和/或添加且具有相同功能的蛋白質(zhì)；