一种调控玉米株型和瘤黑粉病抗性的基因ZmADT2及其编码蛋白和应用.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115044592A(43)申请公布日2022.09.13(21)申请号202210719566.4(22)申请日2022.06.23(71)申请人山东农业大学地址271018山东省泰安市岱宗大街61号(72)发明人赵翔宇任如昌赵丫杰郑光明周超(74)专利代理机构山东誉丰合创知识产权代理有限公司37384专利代理师薛鹏喜(51)Int.Cl.C12N15/29(2006.01)C07K14/415(2006.01)C12N15/82(2006.01)A01H5/00(2018.01)A01H6/46(2018.01)权利要求书2页说明书11页序列表16页附图5页(54)发明名称一种调控玉米株型和瘤黑粉病抗性的基因ZmADT2及其编码蛋白和应用(57)摘要本发明公开了涉及调控玉米株型和瘤黑粉病抗性的基因ZmADT2及其编码蛋白和应用，属于分子遗传学技术领域。本发明提供的调控玉米株型和瘤黑粉病抗性基因ZmADT2突变体株型严重矮化，雌穗易感玉米瘤黑粉病。本发明通过图位克隆鉴定了ZmADT2基因序列，明确其编码蛋白，CRISPR/Cas9基因编辑技术以及遗传互补验证了ZmADT2基因调控玉米株型和瘤黑粉病抗性。所述ZmADT2基因的基因组序列如SEQIDNO.1所示，其CDS序列如SEQIDNO.2所示，其氨基酸序列如SEQIDNO.3所示。该基因的发现和克隆为通过生物技术手段培育玉米合理株型和瘤黑粉病抗性种质提供了新的基因资源。CN115044592ACN115044592A权利要求书1/2页1.一种调控玉米株型和瘤黑粉病抗性的基因ZmADT2，其特征在于，所述基因ZmADT2为如下i)或ii)或iii)或iv)所示的核酸分子：i)核苷酸序列是SEQIDNO.1所示的核酸分子；ii)核苷酸序列是SEQIDNO.2所示的核酸分子；iii)与i)或ii)的核苷酸序列具有75％或75％以上同一性且表达相同功能蛋白质的核酸分子；iv)除ii)以外的编码SEQIDNO.3所示氨基酸序列的核酸分子。2.由权利要求1所述的基因ZmADT2编码的蛋白，所述蛋白为如下(A1)‑(A3)任一所示的蛋白质：(A1)由序列表中SEQIDNO.3所示的氨基酸序列组成的蛋白质；(A2)将序列表中SEQIDNO.3所示的氨基酸序列经过一个或几个氨基酸残基的取代和/或缺失和/或添加，且与玉米株型和瘤黑粉病抗性相关的由SEQIDNO.3衍生的蛋白质；(A3)在(A1)或(A2)中所限定的蛋白质的N端和/或C端连接标签后得到的融合蛋白。3.含有权利要求1所述基因ZmADT2的重组表达载体、转基因细胞系或基因工程菌。4.权利要求1所述的基因ZmADT2、权利要求2所述的基因ZmADT2编码的蛋白或者权利要求3所述的含有基因ZmADT2的重组表达载体、转基因细胞系或基因工程菌在如下(1)‑(4)至少一项中的应用：(1)调控植物生长发育；(2)调控植物瘤黑粉病抗性；(3)调控植物水杨酸、赤霉素和木质素的合成；(4)植物育种；优选的，所述植物为玉米。5.根据权利要求4所述的应用，其特征在于，所述植物育种包括：玉米株型选育、抗病性玉米品种或品系选育。6.一种调整玉米株型的方法，其特征在于，包括以下步骤：以基因ZmADT2或基因ZmADT2编码的蛋白作为靶标，通过生物技术手段调控基因ZmADT2的表达水平，或者改变基因ZmADT2编码蛋白的活性；优选的，所述生物技术手段包括：基因编辑、RNAi、T‑DNA插入或过量表达。7.一种抗瘤黑粉病玉米的培育方法，其特征在于，所述培育方法包括：将SEQIDNO.1或SEQIDNO.2所示的基因ZmADT2转入玉米中，获得抗瘤黑粉病玉米；或者调节玉米基因组中SEQIDNO.1或SEQIDNO.2所示的基因ZmADT2的表达，筛选得到瘤黑粉病抗性提高的玉米植株。8.根据权利要求7所述的培育方法，其特征在于，调节玉米基因组中基因ZmADT2的表达的方法包括：导入能够激活、提高或抑制基因ZmADT2的转录水平或翻译水平或蛋白活性的DNA片段；或者控制特异小RNA分子的合成，调控基因ZmADT2mRNA的积累。9.一种生产玉米瘤黑粉瘿瘤的方法，其特征在于，包括以下步骤：将玉米中的基因ZmADT2敲除或沉默；或者，使玉米中基因ZmADT2编码蛋白的功能缺失，获得玉米材料；从获得的玉米材料上收集玉米瘤黑粉瘿瘤。2CN115044592A权利要求书2/2页10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，采用CRISPR‑Cas9基因编辑技术、VIGS技术、T‑DNA插入或RNA干涉技术将玉米中的基因ZmADT2敲除或沉默。3CN115044592A说明书1/11页一种调控玉米株型和瘤黑粉病抗性的