ZmC3H2突变体在创制高消化率玉米种质材料中的应用制造技术

本发明专利技术ZmC3H2突变体在创制高消化率玉米种质材料中的应用，涉及基因工程技术领域。ZmC3H2基因突变体，所述ZmC3H2突变体在野生型玉米基因组序列SEQ ID NO.3的第51

【技术实现步骤摘要】
ZmC3H2突变体在创制高消化率玉米种质材料中的应用


[0001]本专利技术涉及基因工程
，更具体的说是涉及ZmC3H2突变体在创制高消化率玉米种质材料中的应用。

技术介绍

[0002]玉米(Zea mays L.)是我国的第一大粮食作物，是重要的饲料和加工原料来源。玉米茎秆的性状对玉米生产和利用有重要影响，其中茎秆木质素的含量是影响茎秆性状的重要因素。一方面，木质素可提高茎秆细胞壁强度，增加植株抗倒伏和病虫害抵御能力；另一方面，木质素含量增加会显著降低植株饲喂品质，特别是青贮玉米。青贮玉米是把包括玉米穗之内的玉米植株全部收割下来经过切碎、加工后用发酵的方法制作成青贮饲料的玉米，用于饲喂羊、牛等牲畜。青贮玉米作为青贮饲料的重要组成部分，可在乳熟期至蜡熟期收获，青贮饲料加工后有茎秆软化、木质素含量降低、消化率升高并长期有效保存饲料养分等特点。由于青贮玉米茎秆木质素含量低，利用全株生物产量为畜禽提供蛋白质、糖类和纤维等，且易于机械化栽培收获，是发展畜牧养殖业不可或缺的基础饲料之一。现阶段我国青贮玉米的育种方向为兼顾产量和品质，主要以提高种植密度的方法提高青贮玉米的产量。
[0003]因此，如何提升青贮玉米的品质是本领域技术人员亟需解决的问题。

技术实现思路

[0004]有鉴于此，本专利技术提供了ZmC3H2突变体在创制高消化率玉米种质材料中的应用。
[0005]为了实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：
[0006]ZmC3H2突变体在创制高消化率玉米种质材料中的应用，所述ZmC3H2突变体在野生型玉米基因组序列SEQ ID NO.3的第51
‑
56位缺失6bp的核苷酸。
[0007]野生型X249序列：GTTGTATTCAGGTAATGAAGGAAAGCCA ATGGTAGTGAGGAAGCACCTTTCTATGGTGGCCTTCAACAACA TAACAA，SEQ ID NO.3；
[0008]作为本专利技术优选的技术方案，所述ZmC3H2突变体抑制木质素的合成。
[0009]作为本专利技术优选的技术方案，所述ZmC3H2突变体参与调控苯丙烷代谢途径。
[0010]经由上述的技术方案可知，本专利技术公开提供了ZmC3H2突变体在创制高消化率玉米种质材料中的应用。ZmC3H2突变体相比野生型X249的基因缺少6bp核苷酸(CTATGG)，该突变使玉米表型矮化，节间伸长受到抑制，节间数目不变，同时使玉米木质素含量下降30％
‑
40％，体外干物质消化率上升10％
‑
20％，显著提高了青贮玉米的品质。可利用ZmC3H2突变体进一步开发杂交育种、基因工程育种工作，培育低木质素含量、高消化率的玉米种质。
附图说明
[0011]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
提供的附图获得其他的附图。
[0012]图1为ZmC3H2突变体与野生型X249的表型对比结果，其中(a)为表型对比，(b)为株高和穗位高对比；(c)为穗位叶长和穗位叶宽对比，(d)为穗位节茎粗对比；
[0013]图2为ZmC3H2突变体与野生型X249节间长度对比结果；
[0014]图3为ZmC3H2突变体与野生型X249茎的木质素的间苯三酚染色结果，其中(a)为野生型X249，(b)为ZmC3H2突变体；
[0015]图4为ZmC3H2突变体与野生型X249木质素总量、消化品质和单体的对比；
[0016]图5为ZmC3H1和ZmC3H2基因在第三节茎中的表达量变化；
[0017]图6为ZmC3H2突变体与野生型X249之间的差异表达基因，其中(a)为V8时期c3h2和野生型之间的全部差异表达基因(DEG)；(b)为抽雄时期c3h2和野生型之间的全部差异表达基因(DEG)；
[0018]图7为ZmC3H2突变体与野生型X249差异表达基因的GO富集分析，其中(a)为V8时期在BP条目、MF条目和CC条目中显著差异的DEGs；(b)为抽雄时期在BP条目、MF条目和CC条目中显著差异(up
‑
down)的DEGs；
[0019]图8为ZmC3H2突变体与野生型X249差异表达基因的KEGG富集分析之V8时期显著上调的KEGG途径；
[0020]图9为ZmC3H2突变体与野生型X249差异表达基因的KEGG富集分析之V8时期显著下调的KEGG途径；
[0021]图10为ZmC3H2突变体与野生型X249差异表达基因的KEGG富集分析之抽雄时期显著上调的KEGG途径；
[0022]图11为ZmC3H2突变体与野生型X249差异表达基因的KEGG富集分析之抽雄时显著下调的KEGG途径；
[0023]图12为ZmC3H2突变体与野生型X249与木质素合成相关差异表达基因的聚类分析，其中(a)为V8时期，(b)为抽雄时期。
具体实施方式
[0024]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0025]实施例1
[0026]c3h2突变体表型分析
[0027]c3h2突变体是以从玉米自交系X249为背景通过Crispr/Cas9基因编辑技术创制的突变体。ZmC3H2基因(GRMZM2G140817)位于玉米6号染色体上，在Gramene网站(http://www.gramene.org/)下载基因序列，在突变体植株生长到3
‑
4叶期时取样。对野生型和突变体的植物组DNA进行扩增测序分析，与野生型相比，突变体的基因序列缺失6bp。
[0028]引物序列为：
[0029]Fc3h2：5'
‑
CTTTAGCAAACATTCTGCTCCAT
‑
3'，SEQ ID NO.1；
[0030]Rc3h2：5'
‑
GCGTGCTCATCAATGATCTTC
‑
3'，SEQ ID NO.2。
[0031]野生型X249序列：GTTGTATTCAGGTAATGAAGGAAAGCCA ATGGTAGTGAGGAAGCACCTTTCTATGGTGGCCTTCAACAACA TAACAA，SEQ ID NO.3；
[0032]突变体C3H2序列：GTTGTATTCAGGTAATGAAGGAAAGCCA ATGGTAGTGAGGAAGCACCTTT
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TGGCCTTCAACAACATAA CAA，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.ZmC3H2突变体在创制高消化率玉米种质材料中的应用，其特征在于，所述ZmC3H2突变体在野生型玉米基因组序列SEQ ID NO.3的第51
‑
56位缺失6bp的核苷酸。2.根据权利要求1所述的ZmC3H2突变...

【专利技术属性】
技术研发人员：李坤，王红武，胡小娇，刘小刚，刘志芳，吴宇锦，李树强，杨雪，黄长玲，
申请(专利权)人：中国农业科学院作物科学研究所，
类型：发明
国别省市：