ZmD13蛋白在调控玉米株高中的应用制造技术

本发明专利技术公开了ZmD13蛋白在调控玉米株高中的应用。本发明专利技术所保护的一个技术方案是蛋白质或调控所述蛋白质活性或含量的物质在调控或缩短植物茎节长度、调控或抑制植物细胞伸长、调控或缩短植物穗长、调控或缩短植物叶长以及植物育种和改良中的应用。所述蛋白为序列表中序列1所示的ZmD13蛋白或突变失活后的ZmD13蛋白。实验证明，降低玉米中ZmD13蛋白的表达量和/或活性后得到基因编辑玉米，与野生型玉米B104相比，株高降低，节间缩短，茎节细胞伸长显著受抑制。因此，ZmD13蛋白对指导玉米株高改良和耐密品种选育具有重要意义。和耐密品种选育具有重要意义。

【技术实现步骤摘要】
ZmD13蛋白在调控玉米株高中的应用


[0001]本专利技术涉及生物
，具体涉及ZmD13蛋白在调控玉米株高中的应用。

技术介绍

[0002]玉米(Zea mays.L)是世界第一大粮食作物，总产量超过10亿吨，占全球粮食总产量的40％，在保障世界粮食安全中具有重要地位。过去的50年中，全球玉米单产的迅速增加主要得益于种植密度的提高。玉米耐密品种应当具备株高适宜、株型紧凑、根系发达、茎秆坚韧、抗逆抗病等性状特征。株高是影响玉米品种耐密性的关键性状之一。密植条件下，玉米茎基部节间趋于伸长变细，株高和穗位升高，植株抗倒性变差，大风天气容易发生倒伏减产，合理降低品种株高则有利于增强植株抗倒伏能力，改善群体通透性，提高光合效率，促进密植增产。此外，矮秆玉米品种果穗和籽粒营养分配比例更大，收获指数高。因此，深入开展株高调控基因的克隆和分子机制研究，对指导玉米株高改良和耐密品种选育具有重要理论与现实意义。

技术实现思路

[0003]本专利技术所要解决的技术问题是如何调控植物株高或如何降低植物的株高。
[0004]为了解决上述技术问题，本专利技术首先提供了蛋白质或调控所述蛋白质活性或含量的物质或调控所述蛋白质编码基因表达的物质的应用。所述应用可为下述任一种：
[0005]P1、所述蛋白质或调控所述蛋白质活性或含量的物质或调控所述蛋白质编码基因表达的物质在调控植物株高或降低植物株高中的应用。
[0006]P2、所述蛋白质或调控所述蛋白质活性或含量的物质或调控所述蛋白质编码基因表达的物质在调控植物茎节长度或缩短植物茎节长度中的应用。
[0007]P3、所述蛋白质或调控所述蛋白质活性或含量的物质或调控所述蛋白质编码基因表达的物质在调控植物细胞伸长或抑制植物细胞伸长中的应用。
[0008]P4、所述蛋白质或调控所述蛋白质活性或含量的物质或调控所述蛋白质编码基因表达的物质在调控植物叶长或缩短植物叶长中的应用。
[0009]P5、所述蛋白质或调控所述蛋白质活性或含量的物质或调控所述蛋白质编码基因表达的物质在调控植物穗长或缩短植物穗长中的应用。
[0010]P6、所述蛋白质或调控所述蛋白质活性或含量的物质或调控所述蛋白质编码基因表达的物质在植物育种或品质改良中的应用。
[0011]上文所述蛋白质可为如下A1)、A2)、A3)、A4)或A5)的蛋白质：
[0012]A1)氨基酸序列是序列表中序列1的蛋白质。
[0013]A2)氨基酸序列是序列表中序列3的蛋白质。
[0014]A3)氨基酸序列是序列表中序列7的蛋白质。
[0015]A4)氨基酸序列是序列表中序列9的蛋白质。
[0016]A5)将A1)、A2)、A3)或A4)所示的氨基酸序列经过一个以上氨基酸残基的取代和/
或缺失和/或添加得到的且具有相同功能的由A1)、A2)、A3)或A4)衍生的或与A1)、A2)、A3)或A4)所示的蛋白质具有80％以上的同一性且具有相同功能的蛋白质。
[0017]A6)在A1)、A2)、A3)、A4)或A5)的N末端或/和C末端连接蛋白标签得到的融合蛋白质。
[0018]上文所述应用中，所述蛋白质可来源于玉米。
[0019]上文所述一个以上氨基酸残基具体可为十个以内的氨基酸残基。
[0020]上述应用中，调控所述蛋白质活性或含量的物质可为敲除所述蛋白质的编码基因的物质和/或调控所述蛋白质的编码基因表达的物质。
[0021]上述应用中，所述调控基因表达的物质可为进行如下6种调控中至少一种调控的物质：1)在所述基因转录水平上进行的调控；2)在所述基因转录后进行的调控(也就是对所述基因的初级转录物的剪接或加工进行的调控)；3)对所述基因的RNA转运进行的调控(也就是对所述基因的mRNA由细胞核向细胞质转运进行的调控)；4)对所述基因的翻译进行的调控；5)对所述基因的mRNA降解进行的调控；6)对所述基因的翻译后的调控(也就是对所述基因翻译的蛋白质的活性进行调控)。
[0022]上述应用中，所述调控基因表达可为抑制或降低所述基因表达，所述抑制或降低所述基因表达可通过基因敲除实现或通过基因沉默实现。
[0023]所述基因敲除(geneknockout)是指通过同源重组使特定靶基因失活的现象。基因敲除是通过DNA序列的改变使特定靶基因失活。
[0024]所述基因沉默是指在不损伤原有DNA的情况下使基因不表达或低表达的现象。基因沉默以不改变DNA序列为前提，使基因不表达或低表达。基因沉默可发生在两种水平上，一种是由于DNA甲基化、异染色质化以及位置效应等引起的转录水平的基因沉默,另一种是转录后基因沉默，即在基因转录后的水平上通过对靶标RNA进行特异性抑制而使基因失活,包括反义RNA、共抑制(co
‑
suppression)、基因压抑(quelling)、RNA干扰(RNAi)和微小RNA(miRNA)介导的翻译抑制等。
[0025]上述应用中，所述调控基因表达的物质可为抑制或降低所述基因表达的试剂。所述抑制或降低所述基因表达的试剂可为敲除所述基因的试剂，如通过同源重组敲除所述基因的试剂，或通过CRISPR
‑
Cas9敲除所述基因的试剂。所述抑制或降低所述基因表达的试剂可以包含靶向所述基因的多核苷酸，例如siRNA、shRNA、sgRNA、miRNA或反义RNA。
[0026]上述应用中，所述80％以上的同一性可为至少80％、81％、82％、83％、84％、85％、86％、87％、88％、89％、90％、91％、92％、93％、94％、95％、96％、98％或99％的同一性。
[0027]为了解决上述技术问题，本专利技术还提供了与上文所述蛋白质相关的生物材料的下述任一种应用：
[0028]Q1、所述生物材料在调控植物株高或降低植物株高中的应用。
[0029]Q2、所述生物材料在调控植物茎节长度或缩短植物茎节长度中的应用。
[0030]Q3、所述生物材料在调控植物细胞伸长或抑制植物细胞伸长中的应用。
[0031]Q4、所述生物材料在调控植物叶长或缩短植物叶长中的应用。
[0032]Q5、所述生物材料在调控植物穗长或缩短植物穗长中的应用。
[0033]Q7、所述生物材料在植物育种或品质改良中的应用。
[0034]所述生物材料可为下述任一种：
[0035]B1)编码上文所述蛋白质的核酸分子。
[0036]B2)含有B1)所述核酸分子的表达盒。
[0037]B3)含有B1)所述核酸分子的重组载体、或含有B2)所述表达盒的重组载体。
[0038]B4)含有B1)所述核酸分子的重组微生物、或含有B2)所述表达盒的重组微生物、或含有B3)所述重组载体的重组微生物。
[0039]B5)含有B1)所述核酸分子的转基因植物细胞系、或含有B2)所述表达盒的转基因植物细胞系。
[0040]B本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.蛋白质或调控所述蛋白质活性或含量的物质或调控所述蛋白质编码基因表达的物质的应用，其特征在于：所述应用为下述任一种：P1、所述蛋白质或调控所述蛋白质活性或含量的物质或调控所述蛋白质编码基因表达的物质在调控植物株高或降低植物株高中的应用；P2、所述蛋白质或调控所述蛋白质活性或含量的物质或调控所述蛋白质编码基因表达的物质在调控植物茎节长度或缩短植物茎节长度中的应用；P3、所述蛋白质或调控所述蛋白质活性或含量的物质或调控所述蛋白质编码基因表达的物质在调控植物细胞伸长或抑制植物细胞伸长中的应用；P4、所述蛋白质或调控所述蛋白质活性或含量的物质或调控所述蛋白质编码基因表达的物质在调控植物叶长或缩短植物叶长中的应用；P5、所述蛋白质或调控所述蛋白质活性或含量的物质或调控所述蛋白质编码基因表达的物质在调控植物穗长或缩短植物穗长中的应用；P6、所述蛋白质或调控所述蛋白质活性或含量的物质或调控所述蛋白质编码基因表达的物质在植物育种或品质改良中的应用；所述蛋白质是如下A1)、A2)、A3)、A4)或A5)的蛋白质：A1)氨基酸序列是序列表中序列1的蛋白质；A2)氨基酸序列是序列表中序列3的蛋白质；A3)氨基酸序列是序列表中序列7的蛋白质；A4)氨基酸序列是序列表中序列9的蛋白质；A5)将A1)、A2)、A3)或A4)所示的氨基酸序列经过一个以上氨基酸残基的取代和/或缺失和/或添加得到的且具有相同功能的由A1)、A2)、A3)或A4)衍生的或与A1)、A2)、A3)或A4)所示的蛋白质具有80％以上的同一性且具有相同功能的蛋白质；A6)在A1)、A2)、A3)、A4)或A5)的N末端或/和C末端连接蛋白标签得到的融合蛋白质。2.根据权利要求1所述的应用，其特征在于：所述蛋白质来源于玉米。3.与权利要求1或2中所述蛋白质相关的生物材料的下述任一种应用：Q1、所述生物材料在调控植物株高或降低植物株高中的应用；Q2、所述生物材料在调控植物茎节长度或缩短植物茎节长度中的应用；Q3、所述生物材料在调控植物细胞伸长或抑制植物细胞伸长中的应用；Q4、所述生物材料在调控植物叶长或缩短植物叶长中的应用；Q5、所述生物材料在调控植物穗长或缩短植物穗长中的应用；Q7、所述生物材料在植物育种或品质改良中的应用；所述生物材料为下述B1)至B9)中的任一种：B1)编码权利要求1中所述蛋白质的核酸分子；B2)含有B1)所述核酸分子的表达盒；B3)含有B1)所述核酸分子的重组载体、或含有B2)所述表达盒的重组载体；B4)含有B1)所述核酸分子的重组微生物、或含有B2)所述表达盒的重组微生物、或含有B3)所述重组载体的重组微生物；B5)含有B1)所述核酸分子的转基因植物细胞系、或含有B2)所述表达盒的转基因植物细胞系；
B6)含有B1)所述核酸分子的转基因植物组织、或含有B2)所述表达盒的转基因植物组织；B7)含有B1)所述核酸分子的转基因植物器官、或含有B2)所述表达盒的转基因植物器官；B8)抑制或降低权利要求1中所述蛋白质的编码基因的表达或权利要求1中所述蛋白质活性的核酸分子；B9)含有B8)所述核酸分子的表达盒、重组载体、重组微生物或转...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡小娇，张伟，蒋成功，王红武，李坤，刘小刚，黄长玲，
申请(专利权)人：中国农业科学院作物科学研究所，
类型：发明
国别省市：