基因Zm00001d040827在提高玉米产量中的应用制造技术

本发明专利技术公开了基因Zm00001d040827在提高玉米产量中的应用，本发明专利技术确定了Zm00001d040827基因与玉米产量的关系，Zm00001d040827基因可以通过提高叶片叶绿素含量、提高玉米百粒重、提高玉米单穗产量，从而提高玉米产量。本发明专利技术验证了该基因在玉米产量提升中的重要性，为利用该基因在提高玉米产量的应用奠定了理论依据。

The application of gene zm00001d040827 in increasing maize yield

【技术实现步骤摘要】
基因Zm00001d040827在提高玉米产量中的应用
本专利技术涉及基因Zm00001d040827在提高玉米产量中的应用，属于分子生物学领域。
技术介绍
玉米是粮、经、饲多元作物，在国民生产、生活中发挥着重要作用，因此持续提升玉米产量具有现实意义和战略前景。百粒重作为重要的产量构成因素，是玉米产量的形成的关键因子。随着分子生物学的快速发展，挖掘、验证控制百粒重的基因并整合在植物体内是一种简捷、快速、高效的育种策略。当前，玉米百粒重的遗传解析主要集中在QTL初步定位，控制玉米百粒重相关基因的精细定位、克隆验证鲜有报道。随着测序技术的进步，分子标记开发越来越便捷。基于此，关联作图(GWAS)应运而生，其包括全基因组关联分析和候选基因关联分析。全基因组关联分析是以群体连锁不平衡衰退(LD)为依据，结合基因型和性状表型值，从而挖掘控制性状的显著标记，进而锚定候选基因。传统QTL定位结果为特定区段，而由于区段内的基因个数多，研究人员很难直接确定真正控制性状的基因。而全基因组关联分析能直接定位至基因，检测效率和准确度都大大提高。候选基因关联分析是指结合预测的候选基因在群体材料中的变异位点与表型值进行关联分析，从而鉴定显著变异位点或优异单倍型。因此，结合全基因组关联分析与候选基因关联分析能够更加准确地鉴定控制目标性状的基因。
技术实现思路
本专利技术克服了上述现有技术的不足，提供基因Zm00001d040827在提高玉米产量中的应用，本专利技术确定了Zm00001d040827基因与玉米产量的关系，验证了该基因在玉米产量提升中的重要性。玉米Zm00001d040827基因在改善玉米株系表型、提高玉米产量方面的应用。进一步的，上述玉米株系表型包括叶片叶绿素含量、玉米百粒重、玉米单穗产量。进一步的，上述应用中所述玉米Zm00001d040827基因的序列如SEQIDNO.1所示，其氨基酸序列如SEQIDNO.2所示。一种提高玉米产量的方法，所述方法包括：上调玉米Zm00001d040827基因的表达。进一步的，上述方法中所述上调玉米Zm00001d040827基因的表达：将玉米Zm00001d040827基因优异单倍型采用农杆菌侵染法遗传转化至玉米自交系18-599R幼胚中，对遗传世代进行纯合提高叶片叶绿素含量、提高玉米百粒重、提高玉米单穗产量，从而提高玉米产量，从而提高玉米产量。培育一种高产玉米的方法，包括如下步骤：将玉米Zm00001d040827基因优异单倍型转化至玉米幼胚中，通过共培养、抗性筛选、愈伤组织诱导、继代、分化，获得T0代转基因玉米，通过连续自交及目的基因PCR检测获得稳定的T2代纯合转基因株系，获得过量表达玉米Zm00001d040827基因的玉米，获得高产玉米。有益效果：(1)首次明确了Zm00001d040827基因与玉米产量的关系，验证了该基因在玉米产量提升中的重要性，为利用该基因在提高玉米产量的应用奠定了理论依据。(2)Zm00001d040827基因通过提高叶片叶绿素含量、提高玉米百粒重、提高玉米单穗产量，从而提高玉米产量。(3)该基因属于玉米产量领域，具有广阔的应用前景，经济效益潜力巨大。附图说明图1控制百粒重的显著位点Manhattan图。图2基于Zm00001d040827关联分析的单倍型分析结果。图3基因Zm00001d040827在T2代转基因株系灌浆期不同转化事件的功能叶相对表达量。图4T2代转基因株系不同转化事件叶绿素含量。图5T2代转基因株系不同转化事件百粒重。图6T2代转基因株系不同转化事件单穗产量。具体实施方式为了使本
人员更好地理解本申请中的技术方案，下面结合实施例对本专利技术作进一步说明，所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部，本专利技术不受下述实施例的限制。实施例1采用全基因组关联分析鉴定控制玉米百粒重基因Zm00001d0408271-1关联分析群体种植及表型数据获取将包含315份自交系的关联分析群体按照随机区组标准种植于四川洪雅、云南景洪、四川雅安三个环境，每一环境设置两次重复。每个自交系种植两行，行长3米，行间距离0.8米，每行种植14株，密度约为58000株/公顷。田间种植及管理于常规玉米种植相同。成熟期后收获、考种。每一个自交系随机选取100颗籽粒测定重量，测定三次取平均值作为该自交系的表型值。利用统计软件SPSS20.0评价群体性状表型，结果表明：群体表型值频次数呈典型正太分布；利用公式H2B＝σ2g/(σ2g+σ2ge/n+σ2/nb)(σ2g：遗传方差；σ2ge：基因环境互作方差；n：环境＝3；b：每一环境重复数＝2)计算性状广义遗传力，结果显示H2B＝0.81。以上表型分析结果表明百粒重主要受基因型控制，表型值符合数量遗传特性，适合进行关联分析。根据315份自交系群体结构划分结果，选取80份自交系进行关联分析。1-280份材料亚群体基因型获取采用重测序技术，对选取的80份自交系材料进行5×重测序，共获得5,018,897个标记。对基因型缺失率＞0.3、杂合率＞0.3、最小等位频率＜0.05的进行删除，共获得1,479,397个高质量标记。1-3全基因组关联分析挖掘控制百粒重的候选基因联合80份材料的百粒重表型值和1,479,397个标记，进行全基因组关联分析。为了更准确的锚定候选基因，关联作图采用了GLM+Q、FarmCPU、MLM三种模型控制假阳性和假阴性。以P＝1×10-4为阈值，三种模型分别检测到26、58、9个显著位点，其中标记S3-68158825能被三种模型共同检测到(图1)。图1中的A：一般线性模型(GLM+Q)检测到的显著位点；图1中的B：混合线性模型检测到的显著位点；图1中的C：FarmCPU模型检测到的显著位点。标记S3-68158825为三种模型共同检测到的显著位点。S3-68158825落在基因Zm00001d040827上。因此，该基因被初步确定为控制百粒重的候选基因。实施例2.候选基因Zm00001d040827的关联分析及单倍型鉴定采用CTAB法分别提取关联分析群体中315材料的DNA。根据基因Zm00001d040827的DNA序列及启动子区(2000bp)设计引物，进行PCR扩增。扩增启动子区引物信息：DNA扩增序列体系：PCR扩增程序如下：扩增结果共发现205个标记，其中17个Indels,188个SNPs变异位点。结合205个标记及百粒重表型进行候选基因关联分析(模型：MLM；P＝0.05)，结果显示三个标记：SNP-3-68160672、SNP-3-68159986、SNP-3-68159004同时在四川洪雅、云南景洪、四川雅安及最佳线性无偏预测(BLUP)四种环境下呈显著。基于这三个显著标记，共本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.玉米Zm00001d040827基因在改善玉米株系表型、提高玉米产量方面的应用。/n

【技术特征摘要】
1.玉米Zm00001d040827基因在改善玉米株系表型、提高玉米产量方面的应用。


2.如权利要求1所述的应用，其特征在于，所述玉米株系表型包括叶片叶绿素含量、玉米百粒重、玉米单穗产量。


3.如权利要求1所述的应用，其特征在于，所述玉米Zm00001d040827基因的序列如SEQIDNO.1所示，其氨基酸序列如SEQIDNO.2所示。


4.一种提高玉米产量的方法，其特征在于，所述方法包括：上调玉米Zm00001d040827基因的表达。


5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述上...

【专利技术属性】
技术研发人员：沈亚欧，马浪浪，刘鹏，张敏燕，郑艳，付俊，
申请(专利权)人：四川农业大学，
类型：发明
国别省市：四川;51