[发明专利]玉米ZmSET1基因的应用

说明书

本发明涉及植物基因工程及分子生物学领域，具体涉及一个玉米ZmSET1基因(GRMZM2G013794)的功能验证和应用，利用基于RNA干扰(RNA interference，RNAi)原理的转基因技术，将ZmSET1基因的部分DNA片段与能够表达双链RNA的载体连接并转入玉米品种，抑制玉米品种中ZmSET1基因的表达。ZmSET1基因表达量显著降低的遗传转化玉米有明显的叶夹角变大特征。通过调控下游基因的甲基化水平进而调控基因的表达，影响植株的维管束纤维的发育，表明ZmSET1基因在玉米调控叶夹角中起到重要作用。

技术领域

本发明涉及植物基因工程技术及分子生物学领域，特别涉及一种玉米ZmSET1基因的应用。

背景技术

玉米是我国第一大作物，在当前玉米种植结构调整的新历史时期，玉米种植面积的增加已无可能，因此如何在玉米种植面积不再增加的情况下，稳定玉米产量，保障国家需求成为新的挑战，解决这个问题主要通过提高玉米单产潜能。在过去的几十年里，美国玉米产量大幅度提高的主要原因不是杂交种的单株产量大幅度提高而是种植密度和抗逆性的不断增强(例如1930年30000株/公顷对比于现在80000株/公顷)(Duvick，2005#11)。然而单纯提高种植密度将造成遮阴综合征(Shade Avoidance Responses，SAR)，影响玉米植株生长模式和光合产物分配方式(Smith，1997#13)。同一时期，玉米杂交种的叶片更直。增加茎叶夹角能够在高密度下维持光捕获饱和(LambertJohnson，1978；Pendleton，Smith，Winter，Johnston，1968)。

改变玉米叶夹角就是改变植物结构。一个植物最上穗有窄叶夹角表明植物结构紧凑，而植物最上穗有宽叶夹角被认为是展开的植物架构。因此，叶夹角是影响玉米植株株型的一个重要因素(Ku et al.，2011)。从密植观点来看，具有相对较大叶夹角的玉米植株影响了玉米冠层内光分布，增大了冠层对下层叶片的遮阴，进而降低了光合效率；而叶夹角相对较小的玉米植株叶片直立，冠层内光分布比较合理，冠层对下层叶片的遮阴减少，有效改善了光的有效截取数量，提高了群体生产力(DuncanHesketh，1968；MockPearce，1975)。叶夹角的改变直接影响着玉米种植密度，进而影响玉米的产量。

发明内容

有鉴于此，本发明提出了一种玉米ZmSET1基因的应用，可以用于培育耐密株型品种，降低遮阴综合征，提高单位面积产量。

为了达到上述目的，一方面，本发明提供了一种玉米ZmSET1基因在改变玉米叶夹角中的应用。

在一些实施例中，玉米叶夹角通过降低所述玉米ZmSET1基因的表达而增大，或者通过提高所述玉米ZmSET1基因的表达而减小。

一种改变玉米叶夹角的方法，包括改变玉米ZmSET1基因的表达。

在一些实施例中，降低玉米ZmSET1基因的表达以增大玉米叶夹角，或者提高所述玉米ZmSET1基因的表达以减小玉米叶夹角

又一方面，本发明还提供了一种玉米ZmSET1基因在培育耐密株型中的应用。

又一方面，本发明还提供了一种玉米ZmSET1基因在提高玉米产量中的应用。

又一方面，本发明还提供了一种玉米ZmSET1基因在调节玉米叶耳发育中的应用。

又一方面，本发明还提供了一种玉米ZmSET1基因在调控玉米叶耳发育相关基因中的应用。

在一些实施例中，所述叶耳发育相关基因包括LG1和/或CYCD1∶1。

在一些实施例中，所述玉米ZmSET1基因包括SEQ ID NO.1所示的基因序列。