玉米籽粒发育ZmnMat1基因突变体及其应用制造技术

本发明专利技术公开了玉米籽粒发育ZmnMat1基因突变体及其应用。所述的ZmnMat1基因突变体的核苷酸序列如SEQ ID NO.1所示。相应的ZmnMat1蛋白突变体的氨基酸序列如SEQ ID NO.2所示。本发明专利技术人研究发现，野生型玉米ZmnMat1基因中的第382～384bp处的碱基TGG突变为TGA，会导致玉米籽粒发育异常并出现空果皮表型。本发明专利技术能为玉米的产量提高提供理论指导。玉米的产量提高提供理论指导。玉米的产量提高提供理论指导。

【技术实现步骤摘要】
玉米籽粒发育ZmnMat1基因突变体及其应用


[0001]本专利技术涉及植物遗传与变异的分子机制领域，具体涉及玉米籽粒发育ZmnMat1基因突变体及其应用。

技术介绍

[0002]玉米(Zea mays L.)是一年生禾本科(Gramineas)植物，是重要的粮食和饲料作物，具有较高的产量和价值。玉米是世界重要的谷物作物，具有重要的经济价值和丰富的遗传资源，是遗传学研究的重要材料。近年来大量调控玉米发育的基因被克隆，扩展了我们对玉米发育过程的认识，但是可有效用于改善农艺性状的基因有限，因此挖掘玉米发育过程中的关键基因，并阐明其调控机制，能够为玉米性状改良提供依据和参考。
[0003]成熟酶是II型内含子编码具有RNA催化活性结构的逆转录酶，可以催化其自身进行剪接。除细胞器编码的成熟酶外，植物的基因组还包含与II型内含子成熟酶密切相关的4个基因，是由细胞核编码的独立基因。在被子植物中核编码的成熟酶蛋白分别为nMAT1、nMAT2、nMAT3、nMAT4，在拟南芥中的研究已表明nMATs分别参与多个线粒体II型内含子的剪接，nMAT1是nad1 intron1，nad2 intron1和nad4 intron 2反式剪接所必需的，nMAT2功能丧失导致多个线粒体II型内含子剪接效率降低，其中主要影响nad1 intron2，nad7 intron1和cox2内含子的剪接，nMAT3和nMAT4参与nad1 intron1、3、4的反式剪接，对nad1 mRNA的成熟至关重要。
[0004]玉米基因组中也存在4个核编码的成熟酶，目前对于成熟酶基因在玉米籽粒发育过程中的功能尚未报道。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于：明确ZmnMat1基因为调控玉米籽粒发育的关键基因，为玉米品种改良，培育高产量的品种提供理论基础。
[0006]本专利技术人研究发现，玉米ZmnMat1基因序列(如SEQ ID NO.3所示)中的第382～384bp处的碱基TGG突变为TGA，会导致玉米籽粒发育异常并出现空果皮表型。
[0007]因此，本专利技术的第一个目的是提供一种玉米籽粒发育ZmnMat1基因突变体，其核苷酸序列如SEQ ID NO.1所示。
[0008]本专利技术的第二个目的是提供一种玉米籽粒发育ZmnMat1蛋白突变体，其氨基酸序列如SEQ ID NO.2所示。
[0009]所述的ZmnMat1蛋白突变体是由上述的ZmnMat1基因突变体的核苷酸序列编码得到。
[0010]本专利技术的第三个目的是提供一种含有上述的ZmnMat1基因突变体的生物材料。
[0011]优选的，所述生物材料包括表达盒、载体或宿主细胞。
[0012]本专利技术的第四个目的是提供上述的ZmnMat1基因突变体、上述的ZmnMat1蛋白突变体或上述的生物材料在玉米分子辅助育种中的应用。
[0013]本专利技术的第五个目的是提供上述的ZmnMat1基因突变体、上述的ZmnMat1蛋白突变体或上述的生物材料在玉米种质资源改良中的应用。
[0014]本专利技术的第六个目的是提供上述的ZmnMat1基因突变体、上述的ZmnMat1蛋白突变体或上述的生物材料在预测、鉴定或筛选玉米籽粒是否发育异常并出现空果皮表型中的应用。
[0015]优选的，当玉米ZmnMat1基因发生突变，突变后的ZmnMat1基因突变体的核苷酸序列如SEQ ID NO.1所示时，或当玉米表达氨基酸序列如SEQ ID NO.2所示的ZmnMat1蛋白突变体时，玉米籽粒发育异常并出现空果皮表型。
[0016]本专利技术的第七个目的是提供一种预测、鉴定或筛选玉米籽粒是否发育异常并出现空果皮表型的方法，是通过检测玉米ZmnMat1基因是否发生突变进行判别，当玉米ZmnMat1基因发生突变，突变后的ZmnMat1基因突变体的核苷酸序列如SEQ ID NO.1所示时，或当玉米表达氨基酸序列如SEQ ID NO.2所示的ZmnMat1蛋白突变体时，玉米籽粒发育异常并出现空果皮表型。
[0017]本专利技术的有益效果在于：本专利技术发现玉米ZmnMat1基因能够调控玉米籽粒的发育。具体地，本专利技术发现了一种ZmnMat1基因突变体，导致玉米籽粒发育异常，出现仅剩果皮的玉米籽粒，导致玉米减产。该发现能为玉米的产量提高提供理论指导。
附图说明
[0018]图1为EMS诱变ZmnMat1突变导致玉米籽粒突变的表型观察图。其中WT代表野生型，Mut代表纯合ZmnMat1突变体。
[0019]图2为EMS诱变ZmnMat1突变位点鉴定结果图。
[0020]图3为Mu插入ZmnMat1突变导致玉米籽粒突变的表型观察图。
[0021]图4为Mu插入ZmnMat1突变鉴定结果图。
[0022]图5为EMS诱变ZmnMat1突变体与Mu插入ZmnMat1突变体等位测验。
具体实施方式
[0023]下面结合实施例对本专利技术做进一步说明，下述实施例中试验方法如无特殊说明，均为常规试验方法，下述实施例中所述的实验试剂及耗材如无特殊说明，均来自常规生化试剂公司。
[0024]实施例1
[0025]1、EMS(甲基磺酸乙酯)诱变ZmnMat1基因突变体(来源于www.elabcaas.cn/memd/，由中国农业科学院生物与技术研究所张春义研究院和齐鲁师范学院路小译教授提供；同时该EMS诱变ZmnMat1基因突变体的具体构建步骤已公开于如下文献：Lu X,Liu J,Ren W,etal.Gene
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indexed mutations in maize[J].Molecular Plant,2018,11(3):496
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504.)的表型，结果见图1。
[0026]2、EMS诱变ZmnMat1基因突变位点的鉴定
[0027]EMS诱变ZmnMat1基因突变位点的鉴定方法，即根据EMS突变体所提供的突变位点在染色体的位置及ZmnMat1基因的核苷酸序列，设计正向引物(5
’‑
GACCTGCTCTCATCCCT GTG
‑3’
)和反向引物(5
’‑
CGGAGACGAACCAGAGGTAG
‑3’
)进行突变位点的鉴定，使用的试剂为2
×
Pro Taq Master Mix(Dye plus)。PCR扩增反应体系及反应条件，见表1和表2。
[0028]表1.EMS诱变ZmnMat1突变基因序列扩增反应体系
[0029][0030]表2.EMS诱变ZmnMat1突变基因序列扩增反应条件
[0031][0032][0033]对PCR产物进行测序，获得EMS诱变ZmnMat1突变基因序列，该ZmnMat1突变基因的核苷酸序列如SEQ ID NO.1所示，相应的ZmnMat1蛋白突变体的氨基酸序列如SEQ IDNO.2所示，明确EMS诱变ZmnMat1突变位点，结果本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种玉米籽粒发育ZmnMat1基因突变体，其特征在于，其核苷酸序列如SEQ ID NO.1所示。2.一种玉米籽粒发育ZmnMat1蛋白突变体，其特征在于，其氨基酸序列如SEQ ID NO.2所示。3.根据权利要求2所述的ZmnMat1蛋白突变体，其特征在于，所述的ZmnMat1蛋白突变体是由权利要求1所述的ZmnMat1基因突变体的核苷酸序列编码得到。4.一种含有权利要求1所述的ZmnMat1基因突变体的生物材料。5.根据权利要求4所述的生物材料，其特征在于，所述生物材料包括表达盒、载体或宿主细胞。6.权利要求1所述的ZmnMat1基因突变体、权利要求2所述的ZmnMat1蛋白突变体或权利要求4所述的生物材料在玉米分子辅助育种中的应用。7.权利要求1所述的ZmnMat1基因突变体、权利要求2所述的ZmnMat1蛋白突变体或权利要求4所述的生物材料在玉米种质资源改良中的应用。8.权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：权利要求书一页说明书五页序列表电子公布附图三页，
申请(专利权)人：广东省科学院南繁种业研究所，
类型：发明
国别省市：