[發(fā)明專利]玉米類受體激酶基因ZmRLK7及其應(yīng)用

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201910363484.9
• 申請(qǐng)日: 2019-04-30
• 公開（公告）號(hào): CN110066774B
• 公開（公告）日: 2020-11-17
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 何春梅;汪黎明;王娟;關(guān)海英;劉鐵山;劉強(qiáng);劉春曉;董瑞
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 山東省農(nóng)業(yè)科學(xué)院玉米研究所
• 主分類號(hào): C12N9/12
• 分類號(hào): C12N9/12;C12N15/54;C12N15/82;A01H5/00;A01H6/46
• 代理公司: 濟(jì)南誠(chéng)智商標(biāo)專利事務(wù)所有限公司 37105
• 代理人: 韓百翠

本發(fā)明公開了玉米類受體激酶基因ZmRLK7及其應(yīng)用，該發(fā)明提供了玉米類受體激酶基因ZmRLK7的序列及其在調(diào)節(jié)植株高度、生物量和產(chǎn)量中的作用，將該基因的表達(dá)量上調(diào)，將使植株矮小，生物量及產(chǎn)量降低；將該基因表達(dá)量下調(diào)，植株變大，生物量及產(chǎn)量提高，利用本發(fā)明可以培育一種高產(chǎn)玉米，為進(jìn)一步為提高禾谷類作物產(chǎn)量提供基因資源。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及玉米類受體激酶基因ZmRLK7及其應(yīng)用，涉及基因工程領(lǐng)域。

背景技術(shù)

玉米既是重要的糧食作物，又是重要的飼料和工業(yè)原料，培育優(yōu)良玉米品種、提高玉米單產(chǎn)在國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展中占有舉足輕重的地位。玉米產(chǎn)量取決于單株產(chǎn)量和種植密度，而單株產(chǎn)量可以進(jìn)一步剖分為穗粒數(shù)和單粒重。相對(duì)于其他復(fù)雜農(nóng)藝性狀，籽粒性狀遺傳力高，容易度量，既是遺傳研究的模式性狀，也是遺傳改良的重要目標(biāo)性狀。玉米遺傳資源豐富，然而存在于玉米中的豐富自然變異至今并未完全挖掘，控制重要農(nóng)藝性狀的遺傳基礎(chǔ)也未得到深入的闡明，采用連鎖分析與全基因組關(guān)聯(lián)分析方法挖掘影響籽粒性狀的關(guān)鍵基因，并解析其功能和調(diào)控機(jī)制，構(gòu)建相關(guān)的調(diào)控網(wǎng)絡(luò)并應(yīng)用于育種研究有重要的現(xiàn)實(shí)和理論意義。

近年來(lái)，通過(guò)基因組比較分析或關(guān)聯(lián)分析的方法，水稻中一批參與調(diào)控粒型與產(chǎn)量性狀的基因陸續(xù)被克隆，其分子機(jī)制也相繼被解析，而玉米中相關(guān)基因的研究較少。目前，通過(guò)同源克隆的方式，玉米中一些與水稻產(chǎn)量基因同源的基因已經(jīng)被克隆和報(bào)道，并表現(xiàn)出與水稻中基因保守的功能?？刂扑玖Ｐ偷腉S3和GW2基因在玉米中的同源基因已經(jīng)被克隆，且兩個(gè)基因與玉米籽粒粒型發(fā)育和粒重顯著正相關(guān)。玉米Mn1和ZmINCW1為水稻灌漿基因OsGIF1的兩個(gè)同源基因，Mn1基因的過(guò)表達(dá)增加了玉米籽粒產(chǎn)量，而將玉米ZmINCW1基因轉(zhuǎn)化擬南芥AtcwINV2(擬南芥中ZmINCW1同源基因)突變體，可以互補(bǔ)其千粒重降低的表型，使種子產(chǎn)量增加。對(duì)玉米中與這些產(chǎn)量相關(guān)的基因的開發(fā)為高產(chǎn)玉米的培養(yǎng)提供基因資源。但是上述相關(guān)基因多是對(duì)某一種玉米性狀有較好的影響，而開發(fā)對(duì)多種產(chǎn)量相關(guān)性狀均具有良好影響的基因，無(wú)論是對(duì)提高育種效率，還是對(duì)提高經(jīng)濟(jì)效益均具有優(yōu)質(zhì)意義。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明克服了上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供玉米類受體激酶基因ZmRLK7及其應(yīng)用，ZmRLK7基因是基于表達(dá)數(shù)量性狀基因座(expression quantitative trait loci,eQTL)分析方法獲得的，將該基因的表達(dá)量上調(diào)，將使植株矮小，生物量及產(chǎn)量降低；將該基因表達(dá)量下調(diào)，植株變大，生物量及產(chǎn)量提高。

玉米類受體激酶基因ZmRLK7，其核苷酸序列如SEQ1所示。

進(jìn)一步的，編碼上述玉米類受體激酶基因ZmRLK7的氨基酸序列如SEQ2所示。

進(jìn)一步的，上述玉米類受體激酶基因ZmRLK7位于第7染色體的調(diào)控?zé)狳c(diǎn)區(qū)域，是一個(gè)富亮氨酸重復(fù)的類受體蛋白激酶基因。

擬南芥中與野生型相比，轉(zhuǎn)正義ZmRLK7基因擬南芥植株矮小，轉(zhuǎn)反義基因擬南芥植株增大。

本發(fā)明還提供含有上述玉米的類受體激酶基因ZmRLK7的重組表達(dá)載體。

進(jìn)一步的，所述重組表達(dá)載體包含玉米類受體激酶基因ZmRLK7片段，將所述基因片段通過(guò)KpnI酶切位點(diǎn)連接到載體pCAMBIA3301中，鑒定正反向，得到玉米Ubiquitin啟動(dòng)子分別驅(qū)動(dòng)正反向基因表達(dá)的重組質(zhì)粒PUbi::Sense-ZmRLK7和PUbi::Antisense-ZmRLK7。

所述重組表達(dá)載體用于玉米ZmRLK7基因的過(guò)量表達(dá)、反義抑制、RNA干擾和CRISPR/Cas9基因編輯。

上述類受體激酶基因ZmRLK7或上述的重組表達(dá)載體在提高植物植株高度、增加植株生物量和提高種子產(chǎn)量中的應(yīng)用。

上述類受體激酶基因ZmRLK7或上述的重組表達(dá)載體在獲得高產(chǎn)玉米中的應(yīng)用。