一种ZmWRKY60基因突变体及其在调控玉米株高中的应用制造技术

本发明专利技术公开了一种ZmWRKY60基因突变体及其在调控玉米株高中的应用，涉及功能基因和植物基因育种技术领域。ZmWRKY60基因突变体是由野生型的ZmWRKY60基因在编码区第736位的碱基C被碱基T取代引起无义突变而得到的，突变体核苷酸序列如SEQ ID NO.3所示，基因编辑植株KOwryk60采用了单基因双靶点的方式使ZmWRKY60基因丧失功能。结果显示突变体Zmwrky60和基因编辑植株KOwryk60都能够使玉米株高降低，说明ZmWRKY60基因参与玉米株高的调控，这为创制玉米新种质以及培育玉米理想柱型提供了重要的理论意义和应用价值。型提供了重要的理论意义和应用价值。型提供了重要的理论意义和应用价值。

【技术实现步骤摘要】
一种ZmWRKY60基因突变体及其在调控玉米株高中的应用


[0001]本专利技术涉及功能基因和植物基因育种
，具体涉及一种ZmWRKY60基因突变体及其在调控玉米株高中的应用。

技术介绍

[0002]玉米不仅是养殖业的重要饲料来源，也是食品加工、医疗卫生、轻工及化工等行业的主要原料之一。研究和生产实践证明，增加种植密度是提高玉米产量的有效措施之一。玉米株高与种植密度、生物量、抗倒性和籽粒产量密切相关，是玉米育种中关注的重要性状。因此，挖掘玉米矮杆基因资源，培育理想株高的玉米新品种是进一步提高玉米产量的有效途径。
[0003]玉米的株高除与体内激素水平密切相关外，一些转录因子对玉米株高的调控也时有报道。其中WRKY转录因子是高等植物中最大的转录因子家族之一。WRKY蛋白可以通过与其目标基因的启动子中的W
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box(TTGACC/T)结合，抑制或激活下游基因的表达，进而调控植物的生长发育。
[0004]近年来在水稻、拟南芥等作物中报道了一些WRKY转录因子调控植株株高。例如RNA干扰OsWRKY78引起植株变矮；过表达OsWRKY89能引起水稻茎杆木质素含量增加合株高降低；过表达拟南芥AtWRKY12会抑制茎杆的木质化水平，引起植株矮化以及部分植株不育的表型。但是在玉米中报道的与株高相关的WRKY转录因子依旧很少。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一种玉米株高调控的ZmWRKY60基因突变体，其次在于提供ZmWRKY60基因突变体在玉米育种中的应用。
[0006]本专利技术通过以下技术方案来实现上述目的：
[0007]本专利技术提供一种ZmWRKY60基因突变体，该突变体是由野生型的ZmWRKY60基因在编码区第736位的碱基C被碱基T取代发生点突变而得到的，核苷酸序列如SEQ ID NO.3所示。
[0008]进一步改进在于，所述ZmWRKY60基因突变体编码的氨基酸序列如SEQ ID NO.4所示。
[0009]进一步改进在于，该突变体能使玉米株高降低。
[0010]本专利技术提供一种上述ZmWRKY60基因突变体在调控玉米株高中的应用，利用基因编辑技术或传统遗传育种技术实现，所述基因编辑技术指的是将野生型玉米中的ZmWRKY60基因编辑为上述的ZmWRKY60基因突变体，得到株高降低的玉米；所述传统遗传育种技术指的是将含有ZmWRKY60基因突变体的玉米植株与待改良玉米自交系进行杂交、回交、自交分离获得遗传背景清晰且含有ZmWRKY60基因突变体的矮化的玉米自交系。
[0011]本专利技术提具有如下有益效果：
[0012]本专利技术提供的ZmWRKY60基因突变体能够使玉米株高降低，为创制新种质以及培育玉米理想柱型提供了重要的理论意义和应用价值。
附图说明
[0013]图1为ZmWRKY60与其他WRKY转录因子氨基酸序列比对后的进化树分析图；
[0014]图2为ZmWRKY60蛋白的亚细胞定位玉米原生质体示意图，用于ZmWRKY60蛋白的亚细胞定位，图中，核定位信号mCherry作为核标记物；
[0015]图3为ZmWRKY60基因的组织表达模式；
[0016]图4为ZmWRKY60基因突变模式图以及突变体株系测序峰图；
[0017]图5为ZmWRKY60基因突变体株高表型(整株)；
[0018]图6为ZmWRKY60基因突变体与野生型株高统计图(图中：WT为野生型；Zmwrky60为ZmWRKY60基因突变体)。
[0019]图7为ZmWRKY60基因编辑植株株高表型(整株)；
[0020]图8为ZmWRKY60基因编辑植株与野生型株高统计图(图中：WT为野生型；KOwryk60为ZmWRKY60基因编辑植株)。
具体实施方式
[0021]下面结合附图对本申请作进一步详细描述，有必要在此指出的是，以下具体实施方式只用于对本申请进行进一步的说明，不能理解为对本申请保护范围的限制，该领域的技术人员可以根据上述申请内容对本申请作出一些非本质的改进和调整。
[0022]1、材料与试剂
[0023]玉米自交系B73为野生型WT，由安徽农业大学生命科学学院作物抗逆育种与减灾国家地方联合工程实验室提供。
[0024]ZmWRKY60基因，核苷酸序列如SEQ ID NO.1所示，氨基酸序列如SEQ ID NO.2所示。
[0025]玉米株高矮化突变体Zmwrky60植株，含有突变后的ZmWRKY60基因。在玉米EM S突变体库(http://elabcaas.cn/memd/public/index.html#/pages/search/geneid)中有一个突变体EMS3
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055a7a，通过基因组重测序和Mutmap定位发现，该突变体EMS3
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055a7a的ZmWRKY60基因在编码区第736位上发生了由C到T的无义突变，大田种植后观察到该突变体株高矮于野生型即玉米自交系B73。通过与野生型B73回交六代，再进行自交分离出遗传背景更为清晰的矮化突变体植株Zmwrky60。
[0026]为了确定ZmWRKY60基因在玉米株高上的功能，除了考察矮化突变体植株Zmwrky60的株高性状，同时也创建了基因编辑株系。对于非编码蛋白，利用华农CRISPR
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P网站进行设计(http://crispr.hzau.edu.cn/CRISPR2/)，选用靶标分数高，脱靶标率低，位置合适的靶标。对ZmWRKY60基因采用单基因双靶点的靶标设计，靶标1和靶标2的序列分别如SEQ ID NO.5和SEQ ID NO.6所示。将构建好的pCXB053载体寄送到未米生物有限公司，用于基因编辑植株KOwrky60的创制。
[0027]SEQ ID NO.5：靶标1：GCCGGAGCATTGGATACGGAGGG
[0028]SEQ ID NO.6：靶标2：TTAGCAGAAGACAGAATCCAGGG
[0029]所用引物合成以及测序均由上海生工生物有限公司完成；实验中用到的各种限制性内切酶、DNAMarker、TaqDNA聚合酶等购自Takara公司；反转录试剂盒购于Prome ga公司；质粒提取试剂盒、胶回收试剂盒均购于全式金生物技术有限公司。
[0030]本实施例所用方法如无特别说明均为本领域技术人员所知晓的常规方法，无特别
说明的试剂，均为市售购买产品。
[0031]2、方法
[0032]2.1玉米ZmWRKY60基因的进化树构建与功能分析
[0033]检索MAIZEGENOME和NCBI数据库，获得ZmWRKY60基因推测的碱基序列和蛋白序列，分别如SEQ ID NO.1，SEQ ID NO.2所示.随后将不同植物的WRKY蛋白序列与ZmWRKY60的氨基酸序列进行系统进化关系的分析，结果如图1所示。
[0034]2.2Z本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种ZmWRKY60基因突变体，其特征在于，该突变体是由野生型的ZmWRKY60基因在编码区第736位的碱基C被碱基T取代发生点突变而得到的，核苷酸序列如SEQ ID NO.3所示。2.根据权利要求1所述的一种ZmWRKY60基因突变体，其特征在于，所述ZmWRKY60基因突变体编码的氨基酸序列如SEQ ID NO.4所示。3.根据权利要求1所述的一种ZmWRKY60基因突变体，其特征在于，该突变体能使玉米株高降低。4.一种如权利要求1
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【专利技术属性】
技术研发人员：马忠先，蔡荣号，黄万昌，吴昊，贾跃，方秀，马庆，
申请(专利权)人：安徽农业大学，
类型：发明
国别省市：