[发明专利]具有调控植物开花期功能的ZmELF3.1蛋白及其功能缺失突变体和应用

说明书

本发明公开了具有调控植物开花期功能的ZmELF3.1蛋白及其功能缺失突变体和应用。本发明用拟南芥ELF3的蛋白序列为基础，通过在玉米基因组数据库的同源比对获得2个玉米的ELF3基因，分别命名为ZmELF3.1和ZmELF3.2。本发明进一步利用RISPR/Cas9基因编辑技术，将玉米ZmELF3.1基因突变后，其功能缺失突变体在长日照和短日照条件下，均表现出晚花表型，而且ZmELF3.1基因功能缺失后，还表现出叶片数和株高增加，由此确定玉米ZmELF3.1基因对调控玉米开花时间起着至关重要的作用。本发明不仅对调控玉米开花期具有重要意义，还可将其应用于米自交系改良和杂交育种。

技术领域

本发明涉及调控玉米开花期的功能蛋白，尤其涉及调控调控玉米开花期的ZmELF3.1蛋白及其功能缺失突变体，本发明进一步涉及它们在调控植物开花期中的应用，属于ZmELF3.1功能蛋白及其突变体的应用领域。

背景技术

玉米原产于墨西哥南部热带地区，属于短日照作物，热带玉米种植在长日照条件下开花期延迟(Hung and Holland 2012)。而温带玉米则是通过降低对光周期的敏感性优化开花时间来适应长日照环境(Yang et al.2013)。开花期是玉米适应当地种植环境的一个复杂性状(Buckler et al.2009)，它是决定玉米生态分布的一个关键因素。玉米已经延伸贯穿整个世界，它已经可以适应不同的生态环境。尤其是玉米的开花时间可以在温带气候下适应短生长季节，长日照和低温。

开花时间是玉米育种中的重要适应性特征和重要选择标准。开花时间在玉米适应不同环境中有重要的作用，其作用是整合多种控制玉米由营养生长转向生殖生长最佳时间的内部和外部信号。因此，开花时间反映了玉米通过热带种过渡到当地条件对其环境的适应性响应，并且被认为是玉米育种中的重要适应性特征和重要选择标准。

然而，控制玉米品种的开花时间和生态地理适应的分子遗传机制仍然很大程度上不清楚。更好地理解开花时间调节机制对于更好地适应不同生态区的玉米品种的分子育种是至关重要的。

虽然，在水稻、大麦和豌豆等作物中，ELF3基因被报道能够调控植物开花时间，参与植物生物钟过程，是水稻、大麦和豌豆适应不同地理生态环境的关键基因。而在玉米中，ELF3基因到目前为止还未增报道。

发明内容

本发明的目的之一是提供一种调控玉米开花期的ZmELF3.1功能蛋白及其编码基因；

本发明的目的之二是提供的ZmELF3.1蛋白的功能缺失突变体；

本发明的目的之三是将ZmELF3.1功能蛋白及其功能缺失突变体应用于调控玉米开花期等方面。

本发明的上述目的是通过以下技术方案来实现的：

本发明首先提供了一种具有调控植物开花期功能的ZmELF3.1蛋白，其氨基酸为(a)或(b)所示:

(a)、SEQ ID No.1所示的氨基酸；或

(b)、将SEQ ID No.1所示的氨基酸通过一个或多个氨基酸残基的替换、缺失或/和插入而衍生得到的仍具有调控植物开花期功能或活性的蛋白变体。

本发明进一步提供了所述ZmELF3.1蛋白的编码基因，其多核苷酸序列为(a)、(b)、(c)、(d)或(e)所示：

(a)、SEQ ID No.2所示的多核苷酸序列；或

(b)、编码SEQ ID No.1所示氨基酸序列的多核苷酸序列；或

(c)、与SEQ ID NO.2的多核苷酸序列的互补序列在严谨杂交条件能够进行杂交的多核苷酸序列，该多核苷酸序列所编码蛋白质仍具有调控植物开花期功能；或

(d)、与SEQ ID No.2所示的多核苷酸序列至少有90％或以上同源性的多核苷酸序列；或