[发明专利]玉米基因ZmEREB102在提高玉米产量中的应用

说明书

本发明属于植物基因工程技术领域，具体涉及玉米基因ZmEREB102在提高玉米产量中的应用，所述基因编码的氨基酸序列为SEQ ID NO.2所示。该基因位于玉米第7染色体，控制玉米穗长、每行籽粒数和每穗籽粒数。在近等基因系之间和自然群体中该基因的表达水平与穗长和每行籽粒数负相关。利用CRISPR/Cas9技术敲除该基因、抑制基因表达，能增加干旱胁迫和正常环境下玉米自交系的穗长和每行籽粒数。

技术领域

本发明属于植物基因工程技术领域。具体涉及玉米基因ZmEREB102在干旱胁迫和正常环境下提高玉米产量中的应用，本发明的基因位于玉米第7染色体上，控制玉米雌穗穗长和/或行粒数重要产量性状。

背景技术

玉米(Zea mays L.)是当今世界重要的粮食、饲料、工业原料和能源作物，在保障世界粮食安全、经济发展及缓解能源危机等方面发挥着巨大作用。面对一方面土地供给的刚性制约无法柔性协调，另一方面农业供给侧结构性改革面临着巨大的挑战，为满足我国经济持续发展对玉米的需求，进一步提高我国玉米单位面积产量是遗传育种学科的重大课题。

玉米产量是一个复杂的数量性状，由多基因控制。穗长、行粒数、穗行数、穗重和穗轴重是重要的玉米产量组成部分。将玉米的产量性状剖分为不同的产量因子来研究，有利于解析产量性状形成的遗传学基础，有助于育种家更有效的利用基因资源设计育种策略，达到高效育种的目的。在特定种植密度下，玉米单位面积产量由单穗籽粒产量与穗数决定；而单穗籽粒产量又由每穗粒数和百粒重决定，每穗粒数由穗行数和行粒数决定；玉米穗长和穗粗分别与行粒数和穗行数显著相关。参照阿根廷公布的1965-2016年间32种不同玉米品种的产量及相关性状数据，在实验设计时保持了一致的最大可能的种植密度且随机区组三个重复种植。结果显示，在过去50年的育种进程中，玉米产量平均以113kg/ha/year的速度递增，而产量的增加和每穗籽粒数目的增加正相关和单个籽粒重量的改变无关，单穗生物量积累逐年增加而抽雄吐丝间隔期缩短，花期趋于协调一致；但籽粒形成的效率保持不变，所有的性状的渐变趋势均符合预期，表明了每穗籽粒数目增加是导致产量逐年增加的重要原因。解析穗长和行粒数的遗传学基础对于认知玉米产量形成的机理具有重要的意义，也为育种实践提供理论依据。

鉴于此，本研究利用遗传学的方法，分离了一个位于玉米第7染色体上，可控制玉米穗长和行粒数的基因ZmEREB102，该基因编码一个APETALA2/ETHYLENE RESPONSE FACTOR(AP2/ERF)转录因子，参与乙烯信号途径中的信号传导。基于转基因材料的遗传表型和相关分子生物学分析，证实了该基因在控制穗长、行粒数和穗粒数等性状上的生物学功能，ZmEREB102的遗传转化研究可为玉米育种提供基因资源和理论支撑。

发明内容

本发明的目的在于提供了玉米基因ZmEREB102在提高玉米产量中的应用，所述基因编码的氨基酸序列为SEQ ID NO.2所示。

为了达到上述目的，本发明采取以下技术措施：

玉米基因ZmEREB102在提高玉米产量中的应用，所述基因编码的氨基酸序列为SEQID NO.2所示；包括利用本领域的常规方式，降低玉米基因ZmEREB102在玉米中的表达量，或是在玉米中不表达从而提高玉米产量。

玉米基因ZmEREB102在增加玉米穗长中的应用，所述基因编码的氨基酸序列为SEQID NO.2所示；包括利用本领域的常规方式，降低玉米基因ZmEREB102在玉米中的表达量，或是在玉米中不表达从而增加玉米穗长，所述的常规方式包括但不限于敲除该基因或是沉默该基因。

玉米基因ZmEREB102在增加玉米行粒数中的应用，所述基因编码的氨基酸序列为SEQ ID NO.2所示；包括利用本领域的常规方式，降低玉米基因ZmEREB102在玉米中的表达量，或是在玉米中不表达从而增加玉米行粒数，所述的常规方式包括但不限于敲除该基因或是沉默该基因。