一种控制玉米雌穗穗粗杂种优势的非编码基因的应用及其前体序列制造技术

本发明专利技术涉及基因工程技术领域，具体公开了一种控制玉米雌穗穗粗杂种优势的非编码基因的应用及其前体序列，所述非编码基因为zma

【技术实现步骤摘要】
一种控制玉米雌穗穗粗杂种优势的非编码基因的应用及其前体序列


[0001]本专利技术涉及基因工程
，具体涉及一种控制玉米雌穗穗粗杂种优势的非编码基因的应用及其前体序列。

技术介绍

[0002]玉米作为世界上最重要的粮食、饲料和能源作物之一，在保障世界粮食安全、促进经济发展及缓解能源危机等方面发挥着不可替代的作用。玉米是雌雄同株异花作物，雌穗发育需经历腋芽分生组织(AM)、花序分生组织(IM)、小穗成对分生组织(SPM)、小穗分生组织(SM)、小花分生组织(FM)等一系列的分化过程。玉米穗行数(穗粗)主要由IM的大小决定IM增加可为新的SPM分化提供足够的空间，导致SPM数目增加，最终使穗行数增加。行粒数与雌穗分化过程中形成的IM数目相关，穗长则由雌穗生长锥的伸长速度所决定。
[0003]杂种优势是提高农作物产量的一种有效途径，已广泛应用于动植物的遗传改良。据估计，杂种优势在不同作物中的增产贡献率可达15
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50％，对玉米、水稻、油菜、高粱等利用杂种优势的产量形成发挥着不可替代的作用。玉米穗部性状是具有杂种优势效应的关键产量相关性状。在玉米穗部性状杂种优势遗传机理研究方面，有研究者利用随机交配F2群体，证明了超显性效应是玉米产量杂种优势形成的重要遗传机制；有人利用
″
永久F
2”群体鉴定出13个控制玉米产量及其3个构成因子的杂种优势位点；也有人通过对一套单片段代换系群体所构建的两套测交群体产量及其相关性状杂种优势位点进行鉴定，发现玉米产量及其穗部性状的杂种优势位点绝大多数并不相同，证明杂种优势的表现是单个杂交种特定位点的杂合效应。
[0004]由于杂种优势遗传形成的分子机理目前仍不清楚，在玉米、水稻等利用杂种优势农作物新品种选育过程中，不能实现对优良杂交组合的有效预测，育种家仍需要田间组配并鉴定大量的杂交组合，盲目性大、预见性差，不但浪费了大量的人力物力，而且筛选出优良组合的概率极低，从而制约了优良新品种选育的进程。

技术实现思路

[0005]为解决上述技术问题，本专利技术提供了一种控制玉米雌穗穗粗杂种优势的非编码基因的应用及其前体序列，能够用于改良玉米雌穗穗粗和产量，对于提高玉米产量的育种实践提供帮助。
[0006]本专利技术还提供了一种控制玉米雌穗穗粗杂种优势的非编码基因的前体，所述非编码基因为zma
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miR390基因，其核苷酸序列如SEQ ID NO.1所示，所述zma
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miR390基因的前体Zma
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miR390a的核苷酸序列如SEQ ID NO.2所示。
[0007]与现有技术相比，本专利技术的有益效果在于：
[0008]1、本专利技术提供了控制玉米雌穗穗粗杂种优势的非编码基因zma
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miR390，克隆了其前体序列，为其在玉米育种的应用实践打下基础。
[0009]2、本专利技术的提供的zma
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miR390(敲减抑制)基因可导致转基因株系玉米与不同自交系杂交后在测交种水平雌穗穗粗变化。
[0010]3、本专利技术的提供的zma
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miR390(敲减抑制)可导致转基因株系TAS3基因表达量降低。
[0011]4、本专利技术创制了zma
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miR390敲减表达的转基因玉米种质，可以用于改良玉米雌穗穗粗和产量，对于提高玉米产量的育种实践提供帮助。
附图说明
[0012]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0013]图1为本专利技术降解组测序获得zma
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miR390直接剪切靶基因的T
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plot图；
[0014]其中，图1A表示zma
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miR390剪切TAS3_T02转录本；图1B表示zma
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miR390剪切TAS3_T04转录本；图1C表示zma
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miR390剪切TAS3_T05转录本；
[0015]图2为本专利技术中pCAMBIA3301::35S::Zma
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miR390a的载体构建原理图；
[0016]图3表示STTM
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miR390的载体构建原理图；
[0017]图4为本专利技术中STTM390(T3世代)与对照(受体自交系KN5585)之间的农艺性状及产量相关性状表型；其中，图4A为成熟果穗；图4B为成熟果穗横截面；图4C为籽粒；图4D为植株；图4E为穗长；图4F为穗粗；
[0018]图5为本专利技术在鹤壁和永城两个地理环境下的PH6WC
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STTM390和STTM390
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3CHA杂交组合穗部性状表型；其中，图5A表示PH6WC
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STTM390杂交组合的成熟果穗；图5B表示3CHA
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STTM390成熟果穗；图5C1表示PH6WC
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STTM390在鹤壁穗粗表型统计图；图5C2表示PH6WC
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STTM390在永城穗粗表型统计图；图5D1表示3CHA
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STTM390在鹤壁穗粗表型统计图；图5D2表示3CHA
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STTM390在永城穗粗表型统计图；图5E1表示PH6WC
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STTM390在鹤壁穗长表型统计图；图5E2表示PH6WC
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STTM390在永城穗长表型统计图；图5F1表示3CHA
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STTM390在鹤壁穗长表型统计图；图5F2表示3CHA
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STTM390在永城穗长表型统计图；
[0019]图6为选取玉米、拟南芥、水稻、和大豆miR390的前体序列的系统发育树分析；
[0020]图7为杂交种中miR390
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tasiRNA
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ARF24级联调控途径各基因的表达分析；其中，图7A表示PH6WC
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STTM390杂交种miR390
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tasiRNA
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ARF24级联调控途径miR390、ZmARF24、tasiR
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ARF基因的表达分析；图7B表示3CHA
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STTM390杂交种miR390
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tasiRNA
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ARF24级联调控途径miR390、ZmARF24、tasiR
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ARF基因的表达分析；
[0021]图8为miR390剪切TAS3基因产生7种主要类型的tasiRNA；
[0022]图9为pCAMBIA3301::35S::Zma
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miR390a，STTM本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种控制玉米雌穗穗粗杂种优势的非编码基因的前体，其特征在于，所述非编码基因为zma
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miR390基因，其核苷酸序列如SEQ ID NO.1所示，所述zma
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miR390基因的前体Zma
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miR390a的核苷酸序列如SEQ ID NO.2所示。2.用于扩增如权利要求1所述的前体Zma
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miR390a的引物，其特征在于，包括CUB
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mir390a
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F引物和CUB
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mir390a
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R引物，所述CUB
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mir390a
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F引物的核苷酸序列如SEQ ID NO.3所示，所述CUB
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mir390a
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R引物的核苷酸序列如SEQ ID N...

【专利技术属性】
技术研发人员：汤继华，丁冬，万炯，谢惠玲，付志远，张稳，王洪秋，
申请(专利权)人：河南农业大学，
类型：发明
国别省市：