[發明專利]降低玉米株高的核酸及其應用

有效

• 申請號: 202111034178.4
• 申請日: 2021-09-03
• 公開（公告）號: CN113699165B
• 公開（公告）日: 2022-07-12
• 發明（設計）人: 王飛;王琪琪;牛小牧
• 申請（專利權）人: 山東舜豐生物科技有限公司
• 主分類號: C12N15/29
• 分類號: C12N15/29;C12N15/82;A01H5/00;A01H6/46
• 代理公司: 北京君慧知識產權代理事務所(普通合伙) 11716
• 代理人: 劉曉佳

本發明提供了降低玉米株高的核酸及其應用，具體地，提供了一種突變的3’UTR序列，所述突變的3’UTR序列相對于親本3’UTR具有堿基缺失，所述親本3’UTR為來源于玉米br2基因的3’UTR，所述突變的3’UTR序列導致玉米的株高和/或穗位高降低，在玉米矮化育種中具有重要的應用價值。

技術領域

本發明屬于生物技術、作物遺傳育種領域，涉及降低株高的核酸及其應用，尤其涉及降低玉米株高的核酸及其應用。

背景技術

美國作為全球第一大玉米生產國，近20多年玉米產量的提升得益于單產的提升，雖然中國玉米單產水平逐年提高，但中國玉米總產量的提升更多的來自于種植面積的增加。目前中國玉米單產水平稍高于世界平均水平，但僅為美國玉米單產的55％左右。我國玉米的種植密度偏低，是造成單產水平低的一個主要原因。美國玉米種植密度可達5000-5500株/畝，而我國玉米種植密度僅為3500-4500株/畝。

在高密度條件下，玉米會產生避陰反應，表現為株高穗位高升高、莖稈變細、莖葉夾角縮小、葉片細長、雌雄發育異常、雌雄間隔期增加等性狀的改變，最終表現為抗倒性降低、光合效率降低、結籽率降低、單株產量降低。

株型緊湊、株高低的品種一般表現出具有較強的耐密性。降低株高往往會使莖稈粗壯、尤其穗位降低更有利于增加植株的抗倒伏能力，另外適當的降低株高和穗位高還可以提高玉米的收獲指數。因此在保持產量的前提下的矮化育種是當前玉米育種的一個重要方向。

雖然有關植物株高的研究工作很多，生長素、赤霉素、油菜素內酯、細胞分裂素等植物激素都可以調控株高，但玉米中能用于株高矮化改良的種質資源卻是有限的。利用有限的矮化種質資源通過傳統育種方法進行株高改良，將會使原本就不豐富的玉米育種種質資源變得更加狹窄，阻礙育成更多優秀玉米品種。

通過基因編輯技術在玉米自交系中通過單基因敲除、改變基因氨基酸序列以及改變基因表達量等創造了多種類型的矮化突變體，可以實現了不同程度的株高降低。而且有些突變形式表現出穗位高降低幅度大于株高降低幅度，這種主要降低果穗以下節間長度的突變更有利于抗倒伏耐密植玉米育種。

發明內容

本發明目的是提供一種可降低玉米株高和穗位高的核酸以及其應用。

一方面，本發明提供了一種突變的3’UTR序列，所述突變的3’UTR序列相對于親本3’UTR具有堿基缺失，所述親本3’UTR為來源于玉米br2基因的3’UTR，其特征在于，所述突變的3’UTR序列選自以下一種或任意幾種：

a、相對于親本3’UTR，在對應于SEQ ID No.1所示的序列的第28-62位和/或第165-178位堿基處，具有至少1個堿基缺失；

b、與a互補的序列。

所述突變的3’UTR序列導致玉米的株高和/或穗位高降低。

在優選的實施方式中，所述a中：在對應于SEQ ID No.1所示的序列的第37-40位堿基具有連續的至少1個(例如，2個、3個或4個)堿基缺失，同時，在對應于SEQ ID No.1所示的序列的第167-168位堿基具有1或2個堿基缺失。

更優選的，所述突變的3’UTR序列選自以下一種或任意幾種：

i、相對于親本3’UTR，缺失對應于SEQ ID No.1所示的序列的第39-40位和第167-168位堿基(177AA107)；

ii、相對于親本3’UTR，缺失對應于SEQ ID No.1所示的序列的第37位和第168位堿基(177AA116)；

iii、相對于親本3’UTR，缺失對應于SEQ ID No.1所示的序列的第28-53位和第168-174位堿基(177AA135)；