一种玉米矮秆基因及其分子标记.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115976055A(43)申请公布日2023.04.18(21)申请号202310032125.1C12N15/11(2006.01)(22)申请日2023.01.10C07K14/415(2006.01)C12Q1/6895(2018.01)(71)申请人四川农业大学A01H5/00(2018.01)地址611130四川省成都市温江区惠民路A01H6/46(2018.01)211号四川农业大学玉米研究所(72)发明人唐祈林周阳张德龙李杨罗林李晓锋何如钰李影正汪星宇郑军军何建美程榆林潘泽阳程明军(74)专利代理机构北京金智普华知识产权代理有限公司11401专利代理师巴晓艳(51)Int.Cl.C12N15/29(2006.01)C12N15/82(2006.01)权利要求书1页说明书8页序列表（电子公布）附图2页(54)发明名称一种玉米矮秆基因及其分子标记(57)摘要本发明公开了一种玉米矮秆基因，所述矮秆基因的核苷酸序列如SEQIDNo.1所示，并公开了如SEQIDNo.2所示的该矮秆基因编码的蛋白。还公开了该矮秆基因的CAPS分子标记，该分子标记可用于该本发明矮秆基因的早期辅助选择。本发明还公开了一种核苷酸序列如SEQIDNo.7所示的玉米矮秆相关基因。本发明玉米矮秆基因降低玉米株高效果显著，且未与不良性状连锁，拓宽了玉米的矮秆种质基础，为矮秆育种提供了一个新途径；其次，本发明发明矮秆基因由单隐性基因控制，育种方法简单，并可通过CAPS标记进行辅助选择，加快育种速度；此外，本发明提供一种玉米矮秆相关基因，可通过基因编辑手段创造更多的矮秆基因，大大扩展了矮秆基因的数量。CN115976055ACN115976055A权利要求书1/1页1.一种玉米矮秆基因，其特征在于，所述的玉米矮秆基因的核苷酸序列如SEQIDNo.1所示。2.权利要求1所述的玉米矮秆基因编码的蛋白，其特征在于，所述蛋白的氨基酸序列如SEQIDNo.2所示。3.权利要求1所述的玉米矮秆基因或权利要求2所述的蛋白在培育矮秆玉米品种上的应用。4.含有权利要求1所述的玉米矮秆基因的表达载体。5.权利要求1所述的玉米矮秆基因的CAPS标记，其特征在于，所述的CAPS标记为一个DNA分子片段；所述的DNA分子片段大小为230bp；所述的DNA分子片段的核苷酸序列如SEQIDNo.3所示。6.权利要求5所述的CAPS标记在辅助选择玉米矮秆基因上的应用。7.权利要求5所述的CAPS标记在培育矮秆玉米品种上的应用。8.一种核苷酸序列如SEQIDNo.7所示的玉米矮秆相关基因在培育矮秆玉米品种上的应用。9.一种利用玉米矮秆相关基因培育矮秆玉米品种的育种方法，其特征在于，包括利用CRISPR‑Cas9基因编辑系统对玉米自交系中核苷酸序列如SEQIDNo.7所示的玉米矮秆相关基因进行基因编辑，然后选择转基因植株中株高比原品种低12‑50％的植株，即为矮秆玉米品种；其中所述CRISPR‑Cas9基因编辑系统的sgRNA的核苷酸序列如SEQIDNo.8和SEQIDNo.9所示；sgRNA1：5’‑cagcggccacccgaagctgccgg‑3’(SEQIDNo.8)，sgRNA2：5’‑cggccacggaaccagctgcaggg‑3’(SEQIDNo.9)。10.根据权利要求9所述的育种方法，其特征在于，所述的玉米自交系是指已经在生产上推广应用或拟在生产上推广应用的优良玉米自交系。2CN115976055A说明书1/8页一种玉米矮秆基因及其分子标记技术领域[0001]本发明属于植物基因工程领域，具体涉及一种玉米矮秆基因；还涉及该矮秆基因的分子标记。背景技术[0002]玉米是重要的粮饲兼用作物，还是重要的工业原料。随着人们生活水平的提高，玉米产量早已远远不能满足日益增长的需求，因此提高玉米产量一直是玉米育种者努力追求的目标。通常增加种植密度是提高玉米单产的重要途径，但是种植密度过大会往往会导致植株茎秆直径变细，以及株高与穗位高增加，当玉米在拔节期至成熟期遇到大风暴雨时，田间倒伏率就会显著增加，进而造成严重的产量损失。与高秆玉米相比，矮秆玉米抗倒伏性强，具有更强的耐肥性和耐密性，有利于提高单产；同时矮杆玉米株型紧凑，利于机械化种植和收割，因此，矮化育种是提高玉米种植密度，进而提高玉米单产的重要途径。[0003]控制玉米矮秆的基因包括多基因和单基因两类，多基因控制的矮秆性状由于受环境影响大而难以在育种上应用，而单基因控制的矮秆性状因其遗传简单，且不受环境影响，适于在玉米矮秆育种上应用。已经发现的玉米矮秆基因至少有60多个，其中单基因控制的矮秆体系中大多数是隐性基因，如br1、br2、bv1、ct1、ct2、d1、d2、d