【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于生物，具体涉及创制甜玉米种质的方法及其相关生物材料。
技术介绍
1、玉米(zea mays l.)是主要的粮食作物和工业原料，是人类加工利用最多的谷类作物，对国民生产和稳定经济发展具有重要的作用，随着人民生活水平的提高，玉米已经不单单作为粮食和饲料，多用途玉米品种的培育日益受到育种家的重视。甜玉米是玉米的一个亚种，由于其可溶性糖含量较高，甜味浓郁，并携带玉米特有的香味，深受消费者喜欢。在高等植物中，光合同化产物主要以蔗糖的形式运输，蔗糖一般是在叶细胞进行生物合成并转移到韧皮组织，通过长距离的运输在果实中积累。籽粒是玉米营养物质合成和储藏的主要场所，是产量、品质及经济价值的直接决定器官。深入挖掘参与玉米籽粒发育的关键基因，并解析其调控籽粒发育的作用机制，对于今后提高玉米产量和营养价值具有重要的理论意义。
2、甜玉米是禾本科玉米属玉米的一个种。因为籽粒胚乳中蛋白质、脂肪和赖氨酸、色氨酸的含量比一般玉米更为丰富，并且其食用方法类似于果蔬，可直接食用，故被人们誉之为“水果玉米”。甜玉米因其可溶性糖含量较高，甜味浓郁，并携带玉米特有的香味而深受各阶层消费者青睐。甜玉米上游产业链，特别是新品种的培育等工作亟待加强。甜玉米的特点是口感鲜美、甜而不腻。它的甜度主要来源于玉米粒中的糖分，这些糖分在玉米的成熟过程中被合成并储存在玉米粒中。由于甜玉米含有大量的维生素c、维生素e和β-胡萝卜素等维生素，以及钾、钙、镁等矿物质，所以甜玉米具有丰富的营养价值。此外，甜玉米还富含膳食纤维和低聚糖等营养成分，有助于促进肠道健康和降低血
3、基因组编辑是一种对基因组进行定向精确修饰的技术，主要包括锌指核酸酶(zinc-finger nucleases，zfns)，类转录激活因子效应物核酸酶(transcriptionactivator-like effector nucleases，talens)和规律成簇的间隔短回文重复系统(clustered regularly interspaced short palindromic repeats/crispr-associatednuclease，crispr/cas)。crispr/cas系统大致分为ⅰ型、ⅱ型和ⅲ型3类，其中ii型系统的组成比较简单，只需要cas9蛋白、tracrrna和crrna三种成分即可发挥作用，且具有高效性和易操作性，成为目前应用最广泛的基因组编辑系统。ii型crispr/cas系统的特征蛋白为cas9，cas9蛋白具有ruvc和hnh两个核酸酶结构域，该结构域负责切割靶dna的两条链，从而造成靶dna双链断裂。其中hnh结构域负责切割与crrna互补的dna链，切割位点位于原型间隔序列毗邻基序(protospacer adjacent motif，pam)上游3bp处，ruvc结构域则负责切割非互补链，切割位点位于pam上游3–8bp处。cas9蛋白同时具有加工产生crrna以及切割外源核酸的功能。crrna通过碱基配对与tracrrna结合形成tracrrna/crrna复合物，研究者可以将tracrrna和crrna作为两种向导rna(grna)或者将两者融合在一起形成单向导rna(single guide rna，sgrna)。sgrna能够与cas9核酸内切酶结合并将cas9引导至基因组上对靶位点进行切割。crispr/cas9系统使目标基因dna产生双链断裂，激活细胞内的dna损伤修复机制，进而产生缺失、插入等变异。目前crispr/cas9技术已广泛应用于微生物、动植物等诸多物种。
技术实现思路
1、本专利技术所要解决的技术问题是如何使玉米籽粒形态具有甜玉米籽粒形态进而创制甜玉米种质。所要解决的技术问题不限于所描述的技术主题，本领域技术人员通过以下描述可以清楚地理解本文未提及的其它技术主题。
2、为解决上述技术问题，本专利技术首先提供了蛋白质的下述任一种应用：
3、a1)在调控玉米籽粒胚乳淀粉含量中的应用；
4、a2)在制备甜玉米产品中的应用；
5、a3)在制备玉米籽粒形态向甜玉米籽粒形态改变的玉米中的应用；
6、a4)在增加玉米籽粒口感甜度中的应用；
7、a5)在降低玉米籽粒黄色强度中的应用；
8、a6)在增加玉米籽粒胚乳皱缩程度中的应用；
9、a7)在增加玉米籽粒胚大小中的应用；
10、所述蛋白质名称为bt2，可为下述任一种：
11、b1)氨基酸序列是seq id no.2的蛋白质；
12、b2)将seq id no.2所示的氨基酸序列经过氨基酸残基的取代和/或缺失和/或添加得到的与b1)所示的蛋白质具有80％以上的同一性且具有相同功能的蛋白质；
13、b3)在b1)或b2)的n端和/或c端连接标签得到的具有相同功能的融合蛋白质。
14、上述应用中，所述蛋白质bt2可来源于玉米(zea mays)。
15、为了使b1)中的蛋白质便于纯化或检测，可在由序列表中seq id no.2所示的氨基酸序列组成的蛋白质的氨基末端或羧基末端连接标签蛋白。
16、所述标签蛋白包括但不限于：gst(谷胱甘肽巯基转移酶)标签蛋白、his标签蛋白(his-tag)、mbp(麦芽糖结合蛋白)标签蛋白、flag标签蛋白、sumo标签蛋白、ha标签蛋白、myc标签蛋白、gfp(绿色荧光蛋白)、cfp(青色荧光蛋白)、yfp(黄绿色荧光蛋白)、mcherry(单体红色荧光蛋白)或avitag标签蛋白。
17、所述80％以上的同一性可为至少80％、81％、82％、83％、84％、85％、86％、87％、88％、89％、90％、91％、92％、93％、94％、95％、96％、97％、98％或99％的同一性。
18、本专利技术还提供了与所述蛋白质相关的生物材料的应用，所述应用可为下述任一种：
19、d1)在调控玉米籽粒胚乳淀粉含量中的应用；
20、d2)在制备甜玉米产品中的应用；
21、d3)在制备玉米籽粒形态向甜玉米籽粒形态改变的玉米中的应用；
22、d4)在增加玉米籽粒口感甜度中的应用；
23、d5)在降低玉米籽粒黄色强度中的应用；
24、d6)在增加玉米籽粒胚乳皱缩程度中的应用；
25、d7)在增加玉米籽粒胚大小中的应用；
26、所述生物材料可为下述任一种：
27、e1)编码所述蛋白质bt2的核酸分子；
28、e2)抑制或降低所述蛋白质bt2的编码基因表达的核酸分子；
29、e3)含有e1)或e2)所述核酸分子的表达盒；
30、e4)含有e1)或e2)所述核酸分子的重组载体、或含有e3)所述表达盒的重组载体；
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1.蛋白质的下述任一种应用：
2.与权利要求1中所述蛋白质相关的生物材料的应用，其特征在于，所述应用为下述任一种：
3.根据权利要求2所述的应用，其特征在于，E1)所述核酸分子为下述任一种：
4.根据权利要求2所述的应用，其特征在于，E2)所述核酸分子为sgRNA，所述sgRNA的靶序列为SEQ ID No.4。
5.sgRNA，其特征在于，所述sgRNA靶向ZmBT2基因，所述sgRNA的靶序列为SEQ ID No.4。
6.含有权利要求5所述sgRNA的基因编辑载体，所述基因编辑载体的核苷酸序列为由SEQ ID No.5和SEQ ID No.8从N端到C端依次直接相连组成的序列。
7.一种培育转基因玉米的方法，其特征在于，所述方法包括利用基因编辑技术使目的玉米中权利要求1中所述蛋白质的编码基因的活性下降或失活，得到所述转基因玉米，所述转基因玉米具有下述任一特性：
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述利用基因编辑技术使目的玉米中权利要求1中所述蛋白质的编码基因的活性下降或失活是利用CR
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述载体的核苷酸序列为由SEQ IDNo.5和SEQ ID No.8从N端到C端依次直接相连组成的序列。
10.突变基因或所述突变基因的下述任一种应用：
...【技术特征摘要】
1.蛋白质的下述任一种应用：
2.与权利要求1中所述蛋白质相关的生物材料的应用，其特征在于，所述应用为下述任一种：
3.根据权利要求2所述的应用，其特征在于，e1)所述核酸分子为下述任一种：
4.根据权利要求2所述的应用，其特征在于，e2)所述核酸分子为sgrna，所述sgrna的靶序列为seq id no.4。
5.sgrna，其特征在于，所述sgrna靶向zmbt2基因，所述sgrna的靶序列为seq id no.4。
6.含有权利要求5所述sgrna的基因编辑载体，所述基因编辑载体的核苷酸序列为由seq id no.5和seq id no.8从n端到c端依次直接相连组成的序列。
7.一种培育转基因玉米...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘昌林，谢传晓，马铭政，朱金洁，祁显涛，徐孝洁，黄晶，
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：
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