[發明專利]玉米ZmSET1基因的應用

有效

• 申請號: 201910079163.6
• 申請日: 2019-01-25
• 公開（公告）號: CN111484995B
• 公開（公告）日: 2021-10-19
• 發明（設計）人: 丁勇;王世亮
• 申請（專利權）人: 中國科學技術大學
• 主分類號: C12N15/54
• 分類號: C12N15/54;C12N15/82;A01H5/00;A01H5/12;A01H6/46;A01H6/20
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 崔亞松;張瑩

本發明涉及植物基因工程及分子生物學領域，具體涉及一個玉米ZmSET1基因(GRMZM2G013794)的功能驗證和應用，利用基于RNA干擾(RNA interference，RNAi)原理的轉基因技術，將ZmSET1基因的部分DNA片段與能夠表達雙鏈RNA的載體連接并轉入玉米品種，抑制玉米品種中ZmSET1基因的表達。ZmSET1基因表達量顯著降低的遺傳轉化玉米有明顯的葉夾角變大特征。通過調控下游基因的甲基化水平進而調控基因的表達，影響植株的維管束纖維的發育，表明ZmSET1基因在玉米調控葉夾角中起到重要作用。

技術領域

本發明涉及植物基因工程技術及分子生物學領域，特別涉及一種玉米ZmSET1基因的應用。

背景技術

玉米是我國第一大作物，在當前玉米種植結構調整的新歷史時期，玉米種植面積的增加已無可能，因此如何在玉米種植面積不再增加的情況下，穩定玉米產量，保障國家需求成為新的挑戰，解決這個問題主要通過提高玉米單產潛能。在過去的幾十年里，美國玉米產量大幅度提高的主要原因不是雜交種的單株產量大幅度提高而是種植密度和抗逆性的不斷增強(例如1930年30000株/公頃對比于現在80000株/公頃)(Duvick，2005#11)。然而單純提高種植密度將造成遮陰綜合征(Shade Avoidance Responses，SAR)，影響玉米植株生長模式和光合產物分配方式(Smith，1997#13)。同一時期，玉米雜交種的葉片更直。增加莖葉夾角能夠在高密度下維持光捕獲飽和(LambertJohnson，1978；Pendleton，Smith，Winter，Johnston，1968)。

改變玉米葉夾角就是改變植物結構。一個植物最上穗有窄葉夾角表明植物結構緊湊，而植物最上穗有寬葉夾角被認為是展開的植物架構。因此，葉夾角是影響玉米植株株型的一個重要因素(Ku et al.，2011)。從密植觀點來看，具有相對較大葉夾角的玉米植株影響了玉米冠層內光分布，增大了冠層對下層葉片的遮陰，進而降低了光合效率；而葉夾角相對較小的玉米植株葉片直立，冠層內光分布比較合理，冠層對下層葉片的遮陰減少，有效改善了光的有效截取數量，提高了群體生產力(DuncanHesketh，1968；MockPearce，1975)。葉夾角的改變直接影響著玉米種植密度，進而影響玉米的產量。

發明內容

有鑒于此，本發明提出了一種玉米ZmSET1基因的應用，可以用于培育耐密株型品種，降低遮陰綜合征，提高單位面積產量。

為了達到上述目的，一方面，本發明提供了一種玉米ZmSET1基因在改變玉米葉夾角中的應用。

在一些實施例中，玉米葉夾角通過降低所述玉米ZmSET1基因的表達而增大，或者通過提高所述玉米ZmSET1基因的表達而減小。

一種改變玉米葉夾角的方法，包括改變玉米ZmSET1基因的表達。

在一些實施例中，降低玉米ZmSET1基因的表達以增大玉米葉夾角，或者提高所述玉米ZmSET1基因的表達以減小玉米葉夾角

又一方面，本發明還提供了一種玉米ZmSET1基因在培育耐密株型中的應用。

又一方面，本發明還提供了一種玉米ZmSET1基因在提高玉米產量中的應用。

又一方面，本發明還提供了一種玉米ZmSET1基因在調節玉米葉耳發育中的應用。

又一方面，本發明還提供了一種玉米ZmSET1基因在調控玉米葉耳發育相關基因中的應用。

在一些實施例中，所述葉耳發育相關基因包括LG1和/或CYCD1∶1。

在一些實施例中，所述玉米ZmSET1基因包括SEQ ID NO.1所示的基因序列。