一种玉米氮利用率调控基因ZmNDR1、扩增引物、表达产物及其应用制造技术

技术编号：40866704 阅读：2 留言：0更新日期：2024-04-08 16:32

本发明专利技术涉及基因工程育种技术领域，具体公开了一种玉米氮利用率调控基因ZmNDR1、扩增引物、表达产物及其应用，所述基因ZmNDR1的核苷酸序列如SEQ ID NO.1所示。本发明专利技术的玉米氮利用率调控基因ZmNDR1的优异单倍型可用于氮高效利用种质资源的鉴定和筛选，适用于培育氮高效利用的玉米新品种。本发明专利技术玉米氮利用率调控基因ZmNDR1应用于玉米育种实践的方法可推广应用于其它氮高效相关基因的克隆和育种应用。

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【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及基因工程育种，具体涉及一种玉米氮利用率调控基因zmndr1、扩增引物、表达产物及其应用。

技术介绍

1、氮素作为三大必需营养元素之一，在植物生长发育过程中发挥不可替代的作用。仅就氮、磷、钾三大单质肥来说，氮肥的施用量占比已超过50％。自从氮肥被广泛应用以来，作物育种几乎完全集中在如何选择肥料来增加产量，而不是优化作物固有的氮肥利用效率(nitrogen use efficiency,nue)，这就导致作物nue急剧下降。随着资源变得越来越有限，在不牺牲粮食产量和品质的情况下减少化肥等生产投入显得尤为重要。玉米是世界上单位面积产量最高的粮食作物，2021年全球总产量已突破12亿吨，对保障全球粮食安全起着重要作用。玉米的nue仅为35％左右，因此提高玉米nue，在减少氮肥施用的同时不影响作物产量甚至提高产量，是绿色农业发展的重要目标之一。此外，深入开展玉米nue的分子遗传机理研究可为耐低氮玉米新品种的选育提供理论基础和优良种质资源。提高玉米氮肥利用效率、减少氮肥使用在实际生产中极其重要。

技术实现思路

1、为提高玉米氮肥利用效率、减少氮肥使用，本专利技术提供了一种玉米氮利用率调控基因zmndr1、扩增引物、表达产物及其应用，本专利技术玉米氮利用率调控基因zmndr1应用于玉米育种实践的方法可推广应用于其它氮利用率相关基因的克隆和育种应用。

2、本专利技术提供了一种玉米氮利用率调控基因zmndr1，所述基因zmndr1的核苷酸序列如seq id no.1所示。</p>

3、进一步地，所述基因zmndr1编码的蛋白质的氨基酸序列如seq id no.2所示。

4、本专利技术还提供了扩增所述玉米氮利用率调控基因zmndr1的引物对，所述引物对包括核苷酸序列如seq id no.3所示的上游引物和核苷酸序列如seq id no.4所示的下游引物。

5、本专利技术还提供了所述玉米氮利用率调控基因zmndr1分子内snp标记，所述snp标记的核苷酸序列如seq id no.5所示。

6、本专利技术还提供了所述玉米氮利用率调控基因zmndr1优异单倍型，所述优异单倍型核苷酸序列如seq id no.6所示。

7、本专利技术还提供了一种玉米氮利用率调控基因zmndr1的突变体，所述突变体为zmndr1 ems突变体，该突变体在3号染色体上第197,332,345bp处发生了c→t的突变，导致zmndr1翻译的提前终止(即在该突变体中zmndr1不再正常行使功能)。

8、本专利技术还提供了用于鉴定zmndr1 ems突变体突变位点的引物对，所述引物对的上游引物序列如seq id no.7所示，下游引物序列如seq id no.8所示。

9、本专利技术还提供了所述玉米氮利用率调控基因zmndr1在玉米遗传育种中的应用。

10、本专利技术还提供了所述的玉米氮利用率调控基因zmndr1优异单倍型在玉米遗传育种中的应用。

11、本专利技术还提供了所述的玉米氮利用率调控基因zmndr1的突变体在玉米遗传育种中的应用。

12、与现有技术相比，本专利技术的有益效果在于：

13、1、本专利技术克隆了调控玉米氮素利用效率的基因zmndr1，发现了其cdna序列，cds序列和编码蛋白序列，为玉米氮高效育种的实践应用打下基础。

14、2、本专利技术的玉米氮利用率调控基因zmndr1的优异单倍型适用于鉴定玉米氮高效种质资源，本专利技术挖掘和克隆玉米氮利用率调控基因zmndr1并应用于玉米育种实践的方法可推广应用于其它氮高效相关基因的鉴定克隆和育种应用。

15、3、本专利技术筛选并克隆得到的zmndr1基因的核苷酸序列(cds片段)如seq id no.1所示，其编码的蛋白质序列如seq id no.2所示。通过对突变体和野生型同时进行正常处理和缺氮胁迫处理，发现在正常处理下突变体和野生型没有明显的形态差异和表型差异。缺氮胁迫后，突变体相较于野生型其长势更好，表明zmndr1负调控玉米苗期对缺氮的耐受性，zmndr1基因能够用于玉米遗传育种中，对提高玉米氮利用率有积极意义。

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【技术保护点】

1.一种玉米氮利用率调控基因ZmNDR1，其特征在于，所述基因ZmNDR1的核苷酸序列如SEQ ID NO.1所示。

2.根据权利要求1所述的玉米氮利用率调控基因ZmNDR1，其特征在于，所述基因ZmNDR1编码的蛋白质的氨基酸序列如SEQ ID NO.2所示。

3.一种扩增权利要求1所述的玉米氮利用率调控基因ZmNDR1的引物对，其特征在于，所述引物对包括核苷酸序列如SEQ ID NO.3所示的上游引物和核苷酸序列如SEQ ID NO.4所示的下游引物。

4.一种权利要求1所述玉米氮利用率调控基因ZmNDR1分子内SNP标记，其特征在于，所述SNP标记的核苷酸序列如SEQ ID NO.5所示。

5.一种权利要求1所述玉米氮利用率调控基因ZmNDR1优异单倍型，其特征在于，所述优异单倍型核苷酸序列如SEQ ID NO.6所示。

6.一种权利要求1所述的玉米氮利用率调控基因ZmNDR1的突变体，其特征在于，所述突变体为ZmNDR1 EMS突变体，该突变体在3号染色体上第197,332,345bp处发生了C→T的突变，导致ZmNDR1翻译的提前终止。

7.用于鉴定权利要求6所述的ZmNDR1 EMS突变体的突变位点的引物对，其特征在于，所述引物对的上游引物序列如SEQ ID NO.7所示，下游引物序列如SEQ ID NO.8所示。

8.一种权利要求1所述玉米氮利用率调控基因ZmNDR1在玉米遗传育种中的应用。

9.一种权利要求5所述的玉米氮利用率调控基因ZmNDR1优异单倍型在玉米遗传育种中的应用。

10.一种权利要求6所述的玉米氮利用率调控基因ZmNDR1的突变体在玉米遗传育种中的应用。

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【技术特征摘要】

1.一种玉米氮利用率调控基因zmndr1，其特征在于，所述基因zmndr1的核苷酸序列如seq id no.1所示。

2.根据权利要求1所述的玉米氮利用率调控基因zmndr1，其特征在于，所述基因zmndr1编码的蛋白质的氨基酸序列如seq id no.2所示。

3.一种扩增权利要求1所述的玉米氮利用率调控基因zmndr1的引物对，其特征在于，所述引物对包括核苷酸序列如seq id no.3所示的上游引物和核苷酸序列如seq id no.4所示的下游引物。

4.一种权利要求1所述玉米氮利用率调控基因zmndr1分子内snp标记，其特征在于，所述snp标记的核苷酸序列如seq id no.5所示。

5.一种权利要求1所述玉米氮利用率调控基因zmndr1优异单倍型，其特征在于，所述优异单倍型核苷酸序列如s...

【专利技术属性】
技术研发人员：张雪海，段海洋，汤继华，张学斌，李建新，禹珂，丁冬，付志远，陈晓阳，李卫华，
申请(专利权)人：河南农业大学，
类型：发明
国别省市：

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