【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及生物，特别是涉及zmski3基因和zmski2基因在调控玉米籽粒发育中的应用。
技术介绍
1、玉米作为世界上最重要的粮食、饲料和能源作物之一，在保障世界粮食安全、促进经济发展及缓解能源危机等方面发挥着不可替代的作用。籽粒是玉米产量最重要的构成因子，对影响籽粒发育进程基因的研究有助于解析构成玉米籽粒发育的分子基础，具有重要的理论和现实意义。研究表明，玉米籽粒发育是一个连续的生物学过程，涉及一系列复杂的生理生化代谢，可以分为三个主要时期：(1)授粉后0-15天，该时期胚和胚乳细胞快速分裂，主要完成胚和胚乳的细胞学构架，决定了光合产物的潜在积累空间；(2)授粉后15-40天籽粒快速灌浆，在此期间的灌浆速率高低决定光合产物积累的速度，有效灌浆时间则决定了光合产物积累的时间；(3)授粉后40-70天是籽粒脱水成熟期，这一时期完成由逐步衰老的叶片和茎转化而来的营养物质向籽粒的输送，籽粒生理成熟。
2、玉米籽粒发育过程由许多调控基因和功能基因构成的复杂调控网络进行控制。通过多种基因之间的相互作用，影响玉米籽粒的细胞构架、灌浆速率、有效灌浆时间等与籽粒发育直接相关的性状，从而造成不同品系材料之间籽粒产量的差异。因此，从分子水平上解析玉米籽粒发育的遗传机制，可以为玉米籽粒产量的遗传改良提供理论支撑。尽管目前已经克隆了一些调控玉米籽粒发育的基因，但总体上来看，人们对玉米籽粒发育的分子基础仍然缺乏深入和全面的认识，仍然需要进一步挖掘和解析控制种子发育的新基因。
技术实现思路
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2、为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：
3、本专利技术提供了zmski3基因或zmski2基因在调控玉米籽粒发育中的应用，所述zmski3基因的核苷酸序列如seq id no.1所示；所述zmski2基因的核苷酸序列如seq idno.2所示。
4、优选的，通过抑制玉米体内zmski3基因或zmski2基因的表达，使玉米籽粒延缓发育。
5、优选的，所述延缓发育包括降低玉米籽粒粒长、粒宽、粒厚和百粒重。
6、进一步优选的，所述zmski3基因编码的蛋白(zmski3蛋白)和zmski2基因编码的蛋白(zmski2蛋白)同为skis辅因子。
7、本专利技术提供了zmski3基因或zmski2基因在培育籽粒延缓发育的转基因玉米中的应用,所述zmski3基因的核苷酸序列如seq id no.1所示；所述zmski2基因的核苷酸序列如seq id no.2所示。
8、优选的，所述延缓发育包括降低玉米籽粒粒长、粒宽、粒厚和百粒重。
9、本专利技术提供了一种培育籽粒发育延缓玉米的方法，通过抑制玉米体内zmski3基因或zmski2基因的表达，获得的转基因玉米籽粒发育延缓；所述zmski3基因的核苷酸序列如seq id no.1所示；所述zmski2基因的核苷酸序列如seq id no.2所示。
10、优选的，所述发育延缓包括降低玉米籽粒粒长、粒宽、粒厚和百粒重。
11、本专利技术公开了以下技术效果：
12、本专利技术在玉米中首次鉴定到zmski3基因和zmski2基因，且证明该基因能够调控玉米籽粒发育。在本专利技术具体实施例中，通过蛋白序列比对分析，获得了玉米的zmski3基因，进一步筛选到两个zmski3蛋白的功能丧失突变体zmski3-1和zmski3-2，通过表型观察发现，zmski3-1/+杂合体和zmski3-2/+杂合体自交果穗上均出现随机分布的缺陷籽粒；通过对这两个突变体进行等位测验，证实zmski3基因的突变就是控制籽粒发育缺陷的原因；利用石蜡切片分析，发现zmski3突变体的基部胚乳转移层细胞缺少明显的细胞壁向内生长的特征，同时突变体籽粒淀粉颗粒的形成速度明显减慢；通过酵母双杂交和荧光素酶互补实验，发现另外一个skis辅因子蛋白zmski2能与zmski3蛋白进行互作，并且zmski2基因也直接调控玉米籽粒的发育；进一步，通过转录组测序，发现突变体zmski3-1籽粒中与物质代谢相关的差异表达基因显著富集，表明zmski3基因的突变直接调控了玉米种子发育过程中能量代谢，导致籽粒发育缺陷。通过以上实验，证实了zmski3基因和zmski2基因均控制玉米籽粒的发育，具体为抑制zmski3基因和zmski2基因的表达，可以使玉米籽粒发育延缓；过表达zmski3基因和zmski2基因能够促进玉米籽粒的发育。由此可见，本专利技术获得了两个影响玉米籽粒发育的关键调控因子，为玉米籽粒产量的分子改良提供了重要的分子靶标，同时本专利技术提供了一个新的调控玉米籽粒发育的基因资源，未来可通过对该基因进行操控，获得籽粒发育改良的新种质，能够在生产上得以推广应用。
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1.ZmSKI3基因或ZmSKI2基因在调控玉米籽粒发育中的应用，其特征在于，所述ZmSKI3基因的核苷酸序列如SEQ ID NO.1所示；所述ZmSKI2基因的核苷酸序列如SEQ ID NO.2所示。
2.根据权利要求2所述的应用，其特征在于，通过抑制玉米体内ZmSKI3基因或ZmSKI2基因的表达，使玉米籽粒延缓发育。
3.根据权利要求3所述的应用，其特征在于，所述延缓发育包括降低玉米籽粒粒长、粒宽、粒厚和百粒重。
4.ZmSKI3基因或ZmSKI2基因在培育籽粒延缓发育的转基因玉米中的应用，其特征在于，所述ZmSKI3基因的核苷酸序列如SEQ ID NO.1所示；所述ZmSKI2基因的核苷酸序列如SEQ ID NO.2所示。
5.根据权利要求4所述的应用，其特征在于，所述延缓发育包括降低玉米籽粒粒长、粒宽、粒厚和百粒重。
6.一种培育籽粒发育延缓玉米的方法，其特征在于，通过抑制玉米体内ZmSKI3基因或ZmSKI2基因的表达，获得的转基因玉米籽粒发育延缓；所述ZmSKI3基因的核苷酸序列如SEQID NO.1所示；
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述发育延缓包括降低玉米籽粒粒长、粒宽、粒厚和百粒重。
...【技术特征摘要】
1.zmski3基因或zmski2基因在调控玉米籽粒发育中的应用，其特征在于，所述zmski3基因的核苷酸序列如seq id no.1所示；所述zmski2基因的核苷酸序列如seq id no.2所示。
2.根据权利要求2所述的应用，其特征在于，通过抑制玉米体内zmski3基因或zmski2基因的表达，使玉米籽粒延缓发育。
3.根据权利要求3所述的应用，其特征在于，所述延缓发育包括降低玉米籽粒粒长、粒宽、粒厚和百粒重。
4.zmski3基因或zmski2基因在培育籽粒延缓发育的转基因玉米中的应用，其特征在于，所述zmski3基因的核苷酸序列如...
【专利技术属性】
技术研发人员：李见坤，苟明月，高洁，母小焕，于延文，陈梦瑶，
申请(专利权)人：河南农业大学，
类型：发明
国别省市：
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