突变的Br2蛋白及其应用制造技术

本发明专利技术提供了一种相对于亲本Br2蛋白具有氨基酸突变的Br2突变蛋白，所述亲本Br2蛋白来源于玉米，所述Br2突变蛋白相对于亲本Br2蛋白在对应于SEQ ID No.1所示序列的若干个氨基酸存在突变。所述Br2突变蛋白可以导致玉米的株高或穗位高的降低，在玉米矮化育种中具有重要的应用价值。的应用价值。的应用价值。

【技术实现步骤摘要】
突变的Br2蛋白及其应用


[0001]本专利技术属于生物技术、作物遗传育种领域，涉及突变的Br2蛋白及其应用，尤其玉米中突变的Br2蛋白以及在降低玉米株高和/或穗位高中的应用。

技术介绍

[0002]美国作为全球第一大玉米生产国，近20多年玉米产量的提升得益于单产的提升，虽然中国玉米单产水平逐年提高，但中国玉米总产量的提升更多的来自于种植面积的增加。目前中国玉米单产水平稍高于世界平均水平，但仅为美国玉米单产的55％左右。我国玉米的种植密度偏低，是造成单产水平低的一个主要原因。美国玉米种植密度可达5000
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5500株每亩，而我国玉米种植密度仅为3500
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4500株/亩。
[0003]在高密度条件下，玉米会产生避阴反应，表现为株高穗位高升高、茎秆变细、茎叶夹角缩小、叶片细长、雌雄发育异常、雌雄间隔期增加等性状的改变，最终表现为抗倒性降低、光合效率降低、结籽率降低、单株产量降低。而株型紧凑、株高低的品种一般表现出具有较强的耐密性。降低株高往往会使茎秆粗壮、穗位降低更有利于增加植株的抗倒伏能力，另外适当的降低株高和穗位高还可以提高玉米的收获指数。因此在保持产量的前提下的矮化育种是当前玉米育种的一个重要方向。
[0004]虽然有关植物株高的研究工作很多，生长素、赤霉素、油菜素内酯、细胞分裂素等植物激素都可以调控株高，但玉米中能用于株高矮化改良的种质资源却是有限的。利用这有限的矮化种质资源通过传统育种方法进行株高改良，将会使原本就不丰富的玉米育种种质资源变得更加狭窄，阻碍育成更多优秀玉米品种。
[0005]我们通过基因编辑技术在郑58、PH4CV和PH6WC等骨干玉米自交系中通过单基因敲除、改变基因氨基酸序列以及改变基因表达量等创造了多种类型的矮化突变体，实现了5％
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50％范围内的株高降低。而且有些突变形式表现出穗位高降低幅度大于株高降低幅度，这种主要降低果穗以下节间长度的突变更有利于抗倒伏耐密植玉米育种。
[0006]通过无基因型限制的任意程度的玉米株高改良可以满足广大育种家的需求，同时还可以保持现有的玉米种质资源的多样性，这将强有力的推动玉米育种。

技术实现思路

[0007]玉米中的Br2(Brachytic2)基因与矮化育种有密切的关系，Br2基因编码auxin转运蛋白PGP1，本专利技术中，又将该蛋白称之为“Br2蛋白”或者“BR2蛋白”，其含义均指由玉米中的Br2基因编码的蛋白。
[0008]本专利技术提供了一种突变的Br2蛋白以及该突变蛋白在降低玉米株高和/或穗位高中的应用。
[0009]一方面，本专利技术提供了一种相对于亲本Br2蛋白具有氨基酸突变的Br2突变蛋白，所述亲本Br2蛋白来源于玉米、由Br2基因编码，其特征在于，所述Br2突变蛋白相对于亲本Br2蛋白在对应于SEQ ID No.1所示序列的若干个氨基酸存在突变。
[0010]在一个实施方式中，所述Br2突变蛋白选自如下任意一种或任意几种组合：
[0011](1)172AA23：所述Br2突变蛋白在对应于SEQ ID No.1所示序列的第499位
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502位氨基酸序列替换为GDSTTPAQ；
[0012](2)172AA17：所述Br2突变蛋白的氨基酸序列如SEQ ID No.2所示；
[0013](3)173AA59：缺失对应于SEQ ID No.1所示序列的第802
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809位氨基酸；
[0014](4)175AA74：缺失对应于SEQ ID No.1所示序列的第1203
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1205位氨基酸；
[0015](5)175AA7：所述Br2突变蛋白的氨基酸序列如SEQ ID No.3所示；
[0016](6)175AC42：缺失对应于SEQ ID No.1所示序列的第1136
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1140位和第1205
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1208位氨基酸；
[0017](7)179AC19：所述Br2突变蛋白的氨基酸序列如SEQ ID No.7所示；
[0018](8)171AC20：所述Br2突变蛋白的氨基酸序列如SEQ ID No.4所示；
[0019](9)175AC27：缺失对应于SEQ ID No.1所示序列的第1136
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1204位氨基酸；
[0020](10)174AH9：所述Br2突变蛋白的氨基酸序列如SEQ ID No.5所示；
[0021](11)175AH28：所述Br2突变蛋白的氨基酸序列如SEQ ID No.6所示；
[0022](12)175AH77：所述Br2突变蛋白在对应于SEQ ID No.1所示序列的第1202
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1209位氨基酸序列替换为VVE；
[0023](13)176AH9：缺失对应于SEQ ID No.1所示序列的第1149
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1160位氨基酸和第1167
‑
1267位氨基酸。
[0024]上述第(1)
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(7)的Br2突变蛋白将会使玉米株高降低约20％
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40％；上述第(8)
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(13)的突变蛋白将会使玉米株高降低约40％
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60％。
[0025]在一个实施方式中，所述亲本Br2蛋白来源于天然存在的玉米株系(例如，天然存在的玉米自交系)。
[0026]在一个实施方式中，所述亲本Br2蛋白为来源于玉米自交系的Br2蛋白。在一个实施方式中，所述玉米包括玉米自交系B73、郑58(Z58)、齐319(Q319)、XCW175、PH4CV、PH6WC、昌7
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2等中的一种或任意几种。
[0027]在一个实施方式中，所述亲本Br2蛋白的氨基酸序列如SEQ ID No.1所示；在其他的实施方式中，所述亲本Br2蛋白为来源于玉米的Br2蛋白，并且与SEQ ID No.1具有至少70％、至少75％、至少80％、至少85％、至少90％、至少91％、至少92％、至少93％、至少94％、至少95％、至少96％、至少97％、至少98％、至少99％、至少99.1％、至少99.2％、至少99.3％、至少99.4％、至少99.5％、至少99.6％、至少99.7％、至少99.8％、或至少99.9％的序列同一性。
[0028]在一个实施方式中，本专利技术的Br2突变蛋白是通过对玉米的Br2基因的操作所导致的Br2蛋白的缺失/删除、增加、截短、替换等，所述突变蛋白包括Br2蛋白的缺失/删除、增加、截短、替换等。
[0029]在一个实施方式中，可以通过基因编辑的方式，对Br2基因的外显子1、外显子2、外显子3、外显子4、外显子5、内含子1、内含子2、内含子3或内含子4的基因中进行基因编辑，从而引入上述Br2突变蛋白。
[0030]在一个实施方式中通过基于CRISPR的基因编辑技术可以实现Br2基因的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种相对于亲本Br2蛋白具有氨基酸突变的Br2突变蛋白，所述亲本Br2蛋白来源于玉米、由Br2基因编码，其特征在于，所述Br2突变蛋白相对于亲本Br2蛋白在对应于SEQ ID No.1所示序列的若干个氨基酸存在突变，所述Br2突变蛋白选自如下任意一种或任意几种组合：(1)所述Br2突变蛋白在对应于SEQ ID No.1所示序列的第499位
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502位氨基酸序列替换为GDSTTPAQ；(2)所述Br2突变蛋白的氨基酸序列如SEQ ID No.2所示；(3)所述Br2突变蛋白缺失对应于SEQ ID No.1所示序列的第802
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809位氨基酸；(4)所述Br2突变蛋白缺失对应于SEQ ID No.1所示序列的第1203
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1205位氨基酸；(5)所述Br2突变蛋白的氨基酸序列如SEQ ID No.3所示；(6)所述Br2突变蛋白缺失对应于SEQ ID No.1所示序列的第1136
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1140位和第1205
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1208位氨基酸；(7)所述Br2突变蛋白的氨基酸序列如SEQ ID No.7所示；(8)所述Br2突变蛋白的氨基酸序列如SEQ ID No.4所示；(9)所述Br2突变蛋白缺失对应于SEQ ID No.1所示序列的第1136
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1204位氨基酸；(10)所述Br2突变蛋白的氨基酸序列如SEQ ID No.5所示；(11)所述Br2突变蛋白的氨基酸序列如SEQ ID No.6所示；(12)所述Br2突变蛋白在对应于SEQ ID No.1所示序列的第1202
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1209位氨基酸序列替换为VVE；(13)所述Br2突变蛋白缺失对应于SEQ ID No.1所示序列的第1149
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1160位氨基酸和第1167
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1267位氨基酸。2.根据权利要求1所述的Br2突变蛋白，其特征在于，所述亲本Br2蛋白来源于玉米自交系B73、郑58、齐319、XCW175、PH4CV、PH6WC、昌7
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2中的一种或任意几种。3.一种融合蛋白，其包含权利要求1或2所述的BR2突变蛋白。4.一种多核苷酸，其编码权利要求1
‑
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【专利技术属性】
技术研发人员：王飞，王琪琪，牛小牧，
申请(专利权)人：山东舜丰生物科技有限公司，
类型：发明
国别省市：