【技術實現步驟摘要】
本專利技術屬于植物基因工程。具體涉及玉米基因zmgg1在控制玉米產量中的應用，本專利技術的基因位于玉米第9染色體上，控制玉米雌穗穗行數和/或穗重等重要產量性狀。
技術介紹
1、玉米產量是一個復雜的數量性狀，由多基因控制。穗長、行粒數、穗行數、穗重和穗軸重是重要的玉米產量組成部分。將玉米的產量性狀剖分為不同的產量因子來研究，有利于解析產量性狀形成的遺傳學基礎，有助于育種家更有效的利用基因資源設計育種策略，達到高效育種的目的。在特定種植密度下，玉米單位面積產量由單穗籽粒產量與穗數決定；而單穗籽粒產量又由每穗粒數和百粒重決定，每穗粒數由穗行數和行粒數決定；玉米穗長和穗粗分別與行粒數和穗行數顯著相關。參照阿根廷公布的1965-2016年間32種不同玉米品種的產量及相關性狀數據，在實驗設計時保持了一致的最大可能的種植密度且隨機區組三個重復種植。結果顯示，在過去50年的育種進程中，玉米產量平均以113kg/ha/year的速度遞增，而產量的增加和每穗籽粒數目的增加正相關和單個籽粒重量的改變無關，單穗生物量積累逐年增加而抽雄吐絲間隔期縮短，花期趨于協調一致；但籽粒形成的效率保持不變，所有的性狀的漸變趨勢均符合預期，表明了每穗籽粒數目增加是導致產量逐年增加的重要原因。解析穗長和行粒數的遺傳學基礎對于認知玉米產量形成的機理具有重要的意義，也為育種實踐提供理論依據。
2、鑒于此，本研究利用遺傳學的方法，分離了一個位于玉米第9染色體上，可控制玉米穗行數和穗重的基因zmgg1，該基因編碼一個g蛋白γ亞基蛋白，參與植物的糖信號傳導途徑。基于轉
技術實現思路
1、本專利技術的目的在于提供了玉米基因zmgg1在控制玉米產量中的應用，所述基因編碼的蛋白為seq?id?no.2所示。
2、為了達到上述目的，本專利技術采取以下技術措施：
3、玉米基因zmgg1在控制玉米產量中的應用，所述基因編碼的蛋白為seq?id?no.2所示(xp_008670224.1)；
4、以上所述的應用，具體的：
5、降低玉米基因zmgg1的表達在提高玉米產量中的應用；
6、敲除、抑制或者沉默玉米基因zmgg1的表達在提高玉米產量中的應用；
7、以上所述的應用中，優選的，所述的敲除采用的是crispr/cas9系統，敲除后的基因翻譯的蛋白無原始功能或無法翻譯成蛋白，即可達到提高玉米產量的效果。
8、優選的，所述crispr/cas9系統中grna的靶位點為tgatggtggtataagtcgg和gaggaattcgatctcgg。
9、提高玉米基因zmgg1的表達量在降低玉米產量中的應用；
10、以上所述的應用，其應用過程是將提高玉米zmgg1基因表達量的物質導入玉米中；
11、以上所述的應用，優選的，所述的物質為含zmgg1基因的核酸分子，或其表達框，重組載體，重組微生物；
12、所述的zmgg1基因為seq?id?no.1所示。
13、以上所述的應用，所述的控制玉米產量是通過控制穗行數和/或穗重來實現的。
14、與現有技術相比，本專利技術具有以下優點：
15、本專利技術在玉米中克隆并證實了控制穗行數和穗重的基因zmgg1，證實了穗行數和穗重與zmgg1的表達水平的關系，通過降低其表達水平可增加玉米穗行數和穗重。轉基因材料和野生型材料之間的穗粒數的差異，是由于該基因編碼區發生編輯而引起基因所編碼的蛋白水平下降所致。在作用機理上，認為該基因參與植物體內糖的信號響應，增加糖信號的響應，進而調節下游基因的表達，最終調控玉米花序分生組織的分化活性，影響玉米的穗行數和穗重等產量性狀。因此本專利技術為玉米產量改良提供了新的基因資源。
本文檔來自技高網...【技術保護點】
1.?玉米基因ZmGG1在控制玉米產量中的應用，所述基因編碼的蛋白為SEQ?ID?NO.2所示。
2.根據權利要求1所述的應用，其特征在于：所述的應用過程是通過降低玉米基因ZmGG2的表達提高玉米產量。
3.根據權利要求1所述的應用，其特征在于：所述的應用過程是通過敲除、抑制或者沉默玉米基因ZmGG1的表達提高玉米產量。
4.根據權利要求3所述的應用，其特征在于：所述的敲除采用的是CRISPR/Cas9系統，敲除后的基因翻譯的蛋白無原始功能或無法翻譯成蛋白。
5.根據權利要求4所述的應用，其特征在于：所述CRISPR/Cas9系統中gRNA的靶位點為TGATGGTGGTATAAGTCGG和GAGGAATTCGATCTCGG。
6.根據權利要求1所述的應用，其特征在于：所述的應用過程是通過提高玉米基因ZmGG1的表達量降低玉米產量。
7.根據權利要求6所述的應用，其特征在于：其應用過程包括將提高玉米ZmGG1基因表達量的物質導入玉米中。
8.根據權利要求7所述的應用，其特征在于：所述的物質為含ZmG
9.?根據權利要求1所述的應用，其特征在于：所述的ZmGG1基因為SEQ?ID?NO.1所示。
10.根據權利要求1所述的應用，其特征在于：所述的控制玉米產量是通過控制穗行數和/或穗重。
...【技術特征摘要】
1.?玉米基因zmgg1在控制玉米產量中的應用，所述基因編碼的蛋白為seq?id?no.2所示。
2.根據權利要求1所述的應用，其特征在于：所述的應用過程是通過降低玉米基因zmgg2的表達提高玉米產量。
3.根據權利要求1所述的應用，其特征在于：所述的應用過程是通過敲除、抑制或者沉默玉米基因zmgg1的表達提高玉米產量。
4.根據權利要求3所述的應用，其特征在于：所述的敲除采用的是crispr/cas9系統，敲除后的基因翻譯的蛋白無原始功能或無法翻譯成蛋白。
5.根據權利要求4所述的應用，其特征在于：所述crispr/cas9系統中grna的靶位點為tgatggtggtata...
【專利技術屬性】
技術研發人員：張祖新，劉磊，李云富，李真，林光亮，
申請(專利權)人：華中農業大學，
類型：發明
國別省市：
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