【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及植物基因工程和玉米分子育种，具体涉及zmnfd110基因在调控玉米籽粒发育中的应用。
技术介绍
1、玉米(zea mays l.)是世界三大重要的粮食作物之一，其产量变化直接影响粮食总产。现有的玉米种植面积基本保持不变，若要实现玉米的总产量稳步上升，需要进一步挖掘玉米的增产潜力。玉米籽粒是产量和品质的重要载体，同时也是植物生长和繁殖所必需的贮藏器官。玉米籽粒主要由胚和胚乳两部分组成，其中胚乳占种子总干重的90％，因此胚乳发育程度决定了玉米籽粒的重量。但是，已经报道的改变籽粒产量的基因资源非常有限，而且对于玉米籽粒发育分子机制的研究仍处于起步阶段，仍需要挖掘提升作物产量的新的“范式分子”。
2、促染色质转录复合物fact(facilitates chromatin transcription)是一种在真核生物中高度保守的组蛋白伴侣，它能够与所有的核心组蛋白结合并在转录过程中调控组蛋白h2a-h2b二聚体的结合力。近年来，fact已被证实能够参与多个重要的细胞过程，包括rna pi和rna piii的转录、dna损伤修复、dna复制、染色质构象重塑等。fact在转录延伸过程的染色质构象重塑方面发挥了重要作用。fact的结构在所有真核生物中高度保守，由spt16和ssrp1的两个亚基组成。spt16是fact的大亚基，具有多个组蛋白结合活性的结构域：n末端结构域(ntd)、二聚结构域(dd)、中间结构域(md)和c末端结构域。研究表明，spt16可能通过泛素化修饰加速复制叉在dna上的推进从而促进dna的修复
技术实现思路
1、针对上述现有技术，本专利技术的目的是提供zmnfd110基因在调控玉米籽粒发育中的应用。
2、为实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：
3、本专利技术的第一方面，提供zmnfd110基因在如下(1)-(3)任一项中的应用：
4、(1)调控玉米胚乳发育；
5、(2)调控玉米籽粒发育；
6、(3)玉米育种；
7、所述zmnfd110基因是如下i)或ii)所示的dna分子：
8、i)核苷酸序列是seq id no.1所示的dna分子；
9、ii)除i)以外的编码seq id no.2所示氨基酸序列的dna分子。
10、上述应用中，所述调控玉米胚乳发育为调控胚乳厚度、细胞宽度和/或细胞数目。
11、上述应用中，所述调控玉米籽粒发育为调控玉米籽粒的粒长、粒宽和/或百粒重。
12、本专利技术的第二方面，提供zmnfd110基因编码的蛋白在如下(1)或(2)中的应用：
13、(1)调控玉米胚乳发育；
14、(2)调控玉米籽粒发育。
15、上述应用中，所述zmnfd110基因编码的蛋白的氨基酸序列如seq id no.2所示。
16、上述应用中，所述调控玉米胚乳发育为调控胚乳厚度、细胞宽度和/或细胞数目。
17、上述应用中，所述调控玉米籽粒发育为调控玉米籽粒的粒长、粒宽和/或百粒重。
18、本专利技术的第三方面，提供含有zmnfd110基因的重组表达载体或基因工程菌在如下(1)-(3)任一项中的应用：
19、(1)调控玉米胚乳发育；
20、(2)调控玉米籽粒发育；
21、(3)玉米育种。
22、上述应用中，所述调控玉米胚乳发育为调控胚乳厚度、细胞宽度和/或细胞数目。
23、上述应用中，所述调控玉米籽粒发育为调控玉米籽粒的粒长、粒宽和/或百粒重。
24、本专利技术的第四方面，提供一种调控玉米籽粒发育的方法，包括以下步骤：
25、上调玉米植株中zmnfd110基因的表达，获得粒长、粒宽和百粒重提高的玉米转基因植株；
26、或者，将玉米植株中zmnfd110基因编码的蛋白进行突变，获得粒长、粒宽和百粒重降低的玉米突变植株。
27、优选的，上述方法中，上调玉米植株中zmnfd110基因的表达是通过如下手段实现的：
28、外源转入zmnfd110基因；或者导入能够激活或提高玉米zmnfd110基因的转录水平或翻译水平或蛋白活性的dna片段。
29、优选的，上述方法中，将zmnfd110基因编码的蛋白突变为seq id no.3所示的蛋白。
30、本专利技术的第五方面，提供zmnfd110基因编码蛋白的互作蛋白在如下(1)或(2)中的应用：
31、(1)调控玉米胚乳发育；
32、(2)调控玉米籽粒发育。
33、优选的，上述应用中，zmnfd110基因编码蛋白的互作蛋白为zmspt16蛋白；所述zmspt16蛋白的编码基因的编号为zm00001eb229990。
34、本专利技术的有益效果：
35、本专利技术在玉米中挖掘到了一个参与籽粒发育调控的基因——zmnfd110。zmnfd110基因的突变会导致种子整体变小，通过组织学切片观察到突变体籽粒变小是由于细胞数目变少和细胞体积变小共同导致的。通过转录组数据分析发现差异表达基因多数集中在生长素激活信号通路、激素介导的信号通路、核小体组装、染色中心、营养储藏活性、淀粉生物合成等与玉米籽粒生长发育的相关途径中，这表明zmnfd110基因突变后会影响玉米籽粒发育相关基因的表达，也进一步验证了zmnfd110基因是参与调控玉米籽粒发育的关键因子，可以作为分子育种的精准靶标，具有良好的应用前景。
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1.ZmNFD110基因在如下(1)-(3)任一项中的应用：
2.根据权利要求1所述的应用，其特征在于，所述调控玉米胚乳发育为调控胚乳厚度、细胞宽度和/或细胞数目。
3.根据权利要求1所述的应用，其特征在于，所述调控玉米籽粒发育为调控玉米籽粒的粒长、粒宽和/或百粒重。
4.ZmNFD110基因编码的蛋白在如下(1)或(2)中的应用：
5.根据权利要求4所述的应用，其特征在于，所述ZmNFD110基因编码的蛋白的氨基酸序列如SEQ ID NO.2所示。
6.含有ZmNFD110基因的重组表达载体或基因工程菌在如下(1)-(3)任一项中的应用：
7.一种调控玉米籽粒发育的方法，其特征在于，包括以下步骤：
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，将ZmNFD110基因编码的蛋白突变为SEQ IDNO.3所示的蛋白。
9.ZmNFD110基因编码蛋白的互作蛋白在如下(1)或(2)中的应用：
10.根据权利要求9所述的应用，其特征在于，ZmNFD110基因编码蛋白的互作蛋白为ZmS
...【技术特征摘要】
1.zmnfd110基因在如下(1)-(3)任一项中的应用：
2.根据权利要求1所述的应用，其特征在于，所述调控玉米胚乳发育为调控胚乳厚度、细胞宽度和/或细胞数目。
3.根据权利要求1所述的应用，其特征在于，所述调控玉米籽粒发育为调控玉米籽粒的粒长、粒宽和/或百粒重。
4.zmnfd110基因编码的蛋白在如下(1)或(2)中的应用：
5.根据权利要求4所述的应用，其特征在于，所述zmnfd110基因编码的蛋白的氨基酸序列如seq id no.2所示。<...
【专利技术属性】
技术研发人员：赵翔宇，周超，赵丫杰，武嘉文，王煜，蒲梦琳，
申请(专利权)人：山东农业大学，
类型：发明
国别省市：
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