[發(fā)明專利]玉米苞葉長度調(diào)控蛋白ARR8及其編碼基因與應(yīng)用

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• 申請日: 2018-11-13
• 公開（公告）號(hào): CN110092820A
• 公開（公告）日: 2019-08-06
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 賀巖;夏嬡嬡;崔震海;王淄;張蜓
• 申請（專利權(quán)）人: 中國農(nóng)業(yè)大學(xué)
• 主分類號(hào): C07K14/415
• 分類號(hào): C07K14/415;C12N15/29;C12N15/82;A01H5/12;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;陳曉慶

本發(fā)明公開了玉米苞葉長度調(diào)控蛋白ARR8及其編碼基因與應(yīng)用。所述玉米苞葉長度調(diào)控蛋白ARR8是如下a)或b)或c)或d)的蛋白質(zhì)：a)氨基酸序列是序列2所示的蛋白質(zhì)；b)在序列2所示的蛋白質(zhì)的N端和/或C端連接標(biāo)簽得到的融合蛋白質(zhì)；c)將序列2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/或添加得到的具有相同功能的蛋白質(zhì)；d)與序列2所示的氨基酸序列具有75％或75％以上的同源性且具有相同功能的蛋白質(zhì)。通過轉(zhuǎn)基因敲除及ARR8突變體驗(yàn)證，ARR8基因的缺失突變體及ARR8突變體的苞葉長度顯著降低，說明ARR8在調(diào)控苞葉長度建成中起重要作用。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及植物生物技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及玉米苞葉長度調(diào)控蛋白ARR8及其編碼基因與應(yīng)用。

背景技術(shù)

玉米機(jī)收籽粒是種植模式的一次大變革，是實(shí)現(xiàn)玉米大面積高產(chǎn)高效生產(chǎn)的關(guān)鍵措施和發(fā)展趨勢。然而，目前我國推廣的玉米品種普遍存在著籽粒脫水速度過慢、收獲期含水量過高的問題，嚴(yán)重制約了玉米聯(lián)合機(jī)收的產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程。影響玉米成熟期含水量的因素包括品種熟期、果穗苞葉性狀和籽粒灌漿后期自身脫水速率；其中，苞葉性狀本身即直接影響果穗脫水，且間接影響籽粒水分的散失，是玉米高產(chǎn)、宜機(jī)收育種需優(yōu)先解決的關(guān)鍵性狀。

玉米苞葉是果穗營養(yǎng)貯存器官，也是玉米植株上果穗的保護(hù)器官，為果穗提供良好的發(fā)育環(huán)境。第一，苞葉通過包裹果穗維持了籽粒發(fā)育所需的適宜溫度。尤其在玉米生育后期，收獲可能遇到凍害的情況下，苞葉可以防止熱量的散失，有效地降低降溫引起的凍害率。第二，苞葉可以降低逆境環(huán)境引起的水分虧缺從而帶來的玉米生殖抑制。第三，合理的苞葉覆蓋和緊密程度可以有效地降低或消除黃曲霉素的污染。第四，玉米收獲時(shí)，較長和緊密的苞葉可以阻止病害蟲進(jìn)入到果穗內(nèi)部，從而有利于降低或阻止病蟲害的發(fā)生。

玉米果穗屬于變態(tài)的側(cè)莖，而果穗柄為縮短的莖稈，苞葉就是穗柄節(jié)上著生的由葉鞘轉(zhuǎn)化成的變態(tài)葉。穗柄有節(jié)與縮短的節(jié)間分化，每一節(jié)有苞葉原基，最終發(fā)育為雌穗的苞葉。因此，苞葉的數(shù)量與穗柄的節(jié)數(shù)一致。當(dāng)苞葉尖從穗部葉鞘伸出后，苞葉面積迅速增大，這一過程持續(xù)到吐絲期，且葉色轉(zhuǎn)綠、質(zhì)地堅(jiān)韌、緊包花序。果穗與主莖相似，但全部節(jié)間都很短，而最上節(jié)最短，其它各節(jié)逐漸增長，最先長出的是最基部節(jié)上的葉，其它各葉構(gòu)成“果穗苞”，包圍和保護(hù)“頂生果穗”。這樣，果穗節(jié)間長度與苞葉的緊實(shí)度密切相關(guān)。苞葉伸展過程中，葉面積的膨大與苞葉伸長時(shí)間和伸展效率有關(guān)，與細(xì)胞液及細(xì)胞壁組成也有一定關(guān)系。

玉米苞葉各表型性狀的遺傳規(guī)律，將決定其選育改良的方向。近幾年，受高溫旱害的影響，遼寧、黑龍江、山西，山東等多地玉米出現(xiàn)“玉米露頂”現(xiàn)象，玉米雌穗苞葉比穗軸短，使籽粒裸露在外面，影響灌漿，導(dǎo)致減產(chǎn)；此外，苞葉短容易招蟲害，如雙斑螢葉甲蟲咬食花絲、金龜子咬食籽粒，也會(huì)造成減產(chǎn)。因此，合適的玉米苞葉長度對(duì)玉米的產(chǎn)量提升也具有重要作用。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是如何調(diào)控玉米苞葉性狀。

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明首先提供了一種蛋白質(zhì)。

本發(fā)明提供的蛋白質(zhì)的名稱為ARR8蛋白質(zhì)，所述ARR8蛋白質(zhì)是如下a)或b)或c)或d)的蛋白質(zhì)：

a)氨基酸序列是序列3所示的蛋白質(zhì)；

b)在序列3所示的蛋白質(zhì)的N端和/或C端連接標(biāo)簽得到的融合蛋白質(zhì)；

c)將序列3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/或添加得到的具有相同功能的蛋白質(zhì)；

d)與序列3所示的氨基酸序列具有75％或75％以上的同源性且具有相同功能的蛋白質(zhì)。

為了使a)中的蛋白質(zhì)便于純化，可在序列表中序列3所示的蛋白質(zhì)的氨基末端或羧基末端連接上如表1所示的標(biāo)簽。

表1、標(biāo)簽的序列