[发明专利]玉米苞叶长度调控蛋白ARR8及其编码基因与应用

说明书

本发明公开了玉米苞叶长度调控蛋白ARR8及其编码基因与应用。所述玉米苞叶长度调控蛋白ARR8是如下a)或b)或c)或d)的蛋白质：a)氨基酸序列是序列2所示的蛋白质；b)在序列2所示的蛋白质的N端和/或C端连接标签得到的融合蛋白质；c)将序列2所示的氨基酸序列经过一个或几个氨基酸残基的取代和/或缺失和/或添加得到的具有相同功能的蛋白质；d)与序列2所示的氨基酸序列具有75％或75％以上的同源性且具有相同功能的蛋白质。通过转基因敲除及ARR8突变体验证，ARR8基因的缺失突变体及ARR8突变体的苞叶长度显著增加，说明ARR8在调控苞叶长度建成中起重要作用。

技术领域

本发明涉及植物生物技术领域，具体涉及玉米苞叶长度调控蛋白ARR8及其编码基因与应用。

背景技术

玉米机收籽粒是种植模式的一次大变革，是实现玉米大面积高产高效生产的关键措施和发展趋势。然而，目前我国推广的玉米品种普遍存在着籽粒脱水速度过慢、收获期含水量过高的问题，严重制约了玉米联合机收的产业化进程。影响玉米成熟期含水量的因素包括品种熟期、果穗苞叶性状和籽粒灌浆后期自身脱水速率；其中，苞叶性状本身即直接影响果穗脱水，且间接影响籽粒水分的散失，是玉米高产、宜机收育种需优先解决的关键性状。

玉米苞叶是果穗营养贮存器官，也是玉米植株上果穗的保护器官，为果穗提供良好的发育环境。第一，苞叶通过包裹果穗维持了籽粒发育所需的适宜温度。尤其在玉米生育后期，收获可能遇到冻害的情况下，苞叶可以防止热量的散失，有效地降低降温引起的冻害率。第二，苞叶可以降低逆境环境引起的水分亏缺从而带来的玉米生殖抑制。第三，合理的苞叶覆盖和紧密程度可以有效地降低或消除黄曲霉素的污染。第四，玉米收获时，较长和紧密的苞叶可以阻止病害虫进入到果穗内部，从而有利于降低或阻止病虫害的发生。

玉米果穗属于变态的侧茎，而果穗柄为缩短的茎秆，苞叶就是穗柄节上着生的由叶鞘转化成的变态叶。穗柄有节与缩短的节间分化，每一节有苞叶原基，最终发育为雌穗的苞叶。因此，苞叶的数量与穗柄的节数一致。当苞叶尖从穗部叶鞘伸出后，苞叶面积迅速增大，这一过程持续到吐丝期，且叶色转绿、质地坚韧、紧包花序。果穗与主茎相似，但全部节间都很短，而最上节最短，其它各节逐渐增长，最先长出的是最基部节上的叶，其它各叶构成“果穗苞”，包围和保护“顶生果穗”。这样，果穗节间长度与苞叶的紧实度密切相关。苞叶伸展过程中，叶面积的膨大与苞叶伸长时间和伸展效率有关，与细胞液及细胞壁组成也有一定关系。

玉米苞叶各表型性状的遗传规律，将决定其选育改良的方向。近几年，受高温旱害的影响，辽宁、黑龙江、山西，山东等多地玉米出现“玉米露顶”现象，玉米雌穗苞叶比穗轴短，使籽粒裸露在外面，影响灌浆，导致减产；此外，苞叶短容易招虫害，如双斑萤叶甲虫咬食花丝、金龟子咬食籽粒，也会造成减产。因此，合适的玉米苞叶长度对玉米的产量提升也具有重要作用。

发明内容

本发明要解决的技术问题是如何调控玉米苞叶性状。

为了解决上述技术问题，本发明首先提供了一种蛋白质。

本发明提供的蛋白质的名称为ARR8蛋白质，所述ARR8蛋白质是如下a)或b)或c)或d)的蛋白质：

a)氨基酸序列是序列3所示的蛋白质；

b)在序列3所示的蛋白质的N端和/或C端连接标签得到的融合蛋白质；

c)将序列3所示的氨基酸序列经过一个或几个氨基酸残基的取代和/或缺失和/或添加得到的具有相同功能的蛋白质；

d)与序列3所示的氨基酸序列具有75％或75％以上的同源性且具有相同功能的蛋白质。

为了使a)中的蛋白质便于纯化，可在序列表中序列3所示的蛋白质的氨基末端或羧基末端连接上如表1所示的标签。

表1、标签的序列