[发明专利]控制玉米株高和穗位高基因ZKM89及其应用

说明书

本发明属于分子遗传学领域。具体涉及控制玉米株高和穗位高的基因ZKM89及其在降低玉米株高和穗位高性状方面的应用。本发明提供了一个控制玉米株高和穗位高基因ZKM89的序列，且公开了利用基因工程手段突变ZKM89基因以降低玉米株高和穗位高的方法。

技术领域

本发明属于分子遗传学领域。具体涉及控制玉米株高和穗位高的基因ZKM89及其在降低玉米株高和穗位高性状方面的应用。本发明提供了一个控制玉米株高和穗位高基因ZKM89的序列，且公开了利用基因工程手段突变ZKM89基因以降低玉米株高和穗位高的方法。

背景技术

矮化性状带来了作物产量的突破，降低作物株高的方法具有极大的应用潜力。在玉米的主要农艺性状中，株高和穗位高影响到玉米的抗倒性、光合效能、收获指数，与玉米产量密切相关。因此，在玉米育种实践与种质资源改良工作中，株高和穗位高性状具有重要的价值。

由于株高和穗位高受主效基因和微效多基因的共同控制，表现为典型的数量性状遗传。尽管有一些调控玉米株高和穗位高的基因被定位与克隆(华南农业大学.玉米ZmPIF3s突变型蛋白、其编码基因及其在育种上的应用：CN201910273522.1[P].2019-08-02.；杭州瑞丰生物科技有限公司.CYP78A基因在增加玉米株高和增强植株长势中的应用：CN201510230547.5[P].2016-12-07.；中国农业大学.与玉米株高相关基因及其编码蛋白与应用：CN200410037404.4[P].2005-01-26.；中国农业科学院作物科学研究所.利用基因编辑技术创制玉米矮化材料的方法：CN201910371358.8[P].2019-08-16.)，更多的株高和穗位高性状相关基因有待进一步克隆。

发明内容

本发明的目的之一在于提供一个控制玉米株高和穗位高性状的基因ZKM89的序列。

本发明的目的之二在于公开一种降低玉米株高和穗位高性状的方法。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

本发明提供了一种控制玉米株高和穗位高的基因ZKM89及其在降低玉米株高和穗位高性状中的应用，其特征在于：上述基因的核酸序列如SEQ ID NO.1-SEQ ID NO.4所示。其中，SEQ ID NO.1序列为ZKM89的基因组序列，SEQ ID NO.2-SEQ ID NO.4序列为该基因三个转录本的cDNA序列。

在另一方面，本发明还提供了一种降低玉米株高和穗位高的方法，其特征在于：抑制玉米中上述ZKM89基因编码蛋白的表达和/或活性，选择玉米株高和穗位高降低的植株。

在一些实施方案中，上述蛋白的氨基酸序列如SEQ ID NO.5-SEQ ID NO.7任意一个所示。

在一些实施方案中，上述抑制蛋白表达和/或活性的方法包括基因编辑、RNA干扰、T-DNA插入、物理或化学诱变中任一种。

在一些实施方案中，上述基因编辑采用CRISPR/Cas9方法。

在一些实施方案中，上述CRISPR/Cas9方法在玉米中的基因组靶标区域的DNA序列如SEQ ID NO.8所示。

在另一方面，本发明还提供了一种用于降低玉米株高和穗位高的试剂盒，其特征在于：包括如下任一种：

(1)sgRNA分子，其序列如SEQ ID NO.9所示；

(2)所述sgRNA的编码DNA分子；

(3)表达所述sgRNA的载体。

在另一方面，本发明还提供了用上述试剂盒得到的一种玉米突变基因型，其特征在于：所述突变基因型序列如SEQ ID NO.10所示。